Jump to content

    

Схема смещения диода в однополупериодном детекторе.

Не понял, как разместить картинку на форуме, хоть и уверен на 100%, что это как-то связано с железобетоном в основании моего черепа:)

 

Схема по ссылке: http://img502.imageshack.us/img502/1208/36014648rk1.jpg

 

Ua- Частота сигнала 100кНz. Двойное амплитудное значение 0,05-0,1 вольт.

Ub- 2,4-3,9 вольт постоянного напряжения.

 

Необходимо детектировать входной сигнал. При этом схема не должна потреблять больше 10мкА.

 

Теперь вопросы:

Могу ли я использовать R1, номиналом >500k ? И вообще, как можно оценить (в даташитах на данный конкретный тип диода) минимальный ток при котором диод "открывается"? Правильно ли мнение, что этот самый минимальный ток приблизительно равен десяти обратным токам диода?

Номинал резистора R2 определяют с учетом значения R1 ? Ну и если можно немного о сути его применения на данном участке схемы.

Edited by Буратино

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если вы таким макаром хотели сделать схему смещения, чтобы знакопеременный сигнал в область униполярных перевести, то ничего у вас не получится. Падение напряжения на D2 будет всегда меньше, чем на R2-D1-R3. Соответственно сигнал столь малой амплитуды на R3 не пройдет. Если конечно температура и тип обоих диодов одинаковые (оба кремниевые).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Теперь вопросы:

Могу ли я использовать R1, номиналом >500k ? И вообще, как можно оценить (в даташитах на данный конкретный тип диода) минимальный ток при котором диод "открывается"? Правильно ли мнение, что этот самый минимальный ток приблизительно равен десяти обратным токам диода?

Номинал резистора R2 определяют с учетом значения R1 ? Ну и если можно немного о сути его применения на данном участке схемы.

1. Можете, конечно.

2. Нет такого понятия, как минимальный ток при котором диод "открывается" Есть напряжение смещения перехода.

 

Если вы таким макаром хотели сделать схему смещения, чтобы знакопеременный сигнал в область униполярных перевести, то ничего у вас не получится. Падение напряжения на D2 будет всегда меньше, чем на R2-D1-R3. Соответственно сигнал столь малой амплитуды на R3 не пройдет. Если конечно температура и тип обоих диодов одинаковые (оба кремниевые).

Почему же? Получится. Аналогичная схема ещё в "Искусстве схемотехники" приводилась. Рис. 1.77 на стр. 73. Сопровождается комментариями: "... схема обеспечивает почти идеальную компенсацию.."

Советую автору топика обратиться к оной книге за ответами на свои вопросы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если вы таким макаром хотели сделать схему смещения, чтобы знакопеременный сигнал в область униполярных перевести, то ничего у вас не получится.

rezident, восстановление сигнала по постоянному току мне не нужно. Необходим детектор для сигналов переменного тока малой амплитуды.

Подобное схемное решение часто встречается в самых разнообразных источниках информации. Ну например: П.Хоровиц, У. Хилл «Искусство схемотехники»

Мой вопрос касается условий работы данной схемы. А детали этого вопроса я изложил выше.

 

 

Падение напряжения на D2 будет всегда меньше, чем на R2-D1-R3. Соответственно сигнал столь малой амплитуды на R3 не пройдет. Если конечно температура и тип обоих диодов одинаковые (оба кремниевые).

Допустим смещение перехода диодов 0,6В. Тогда на аноде D2 всегда 0,6В. Делитель образованый R2 D1 R3, "поделит" эти 0,6В и на аноде D1 будет немного меньше чем 0,6В. У меня получается все с точностью до наоборот, а температура будет влиять на оба диода, синхронно сдвигая их параметры по шкале вольт-амперной характеристики.

 

Можно задать вопрос немного по другому:

Как выбрать диоды с как можно меньшими токами смещающими переход? На какие параметры в даташите обращать внимание?

Edited by Буратино

Share this post


Link to post
Share on other sites
Почему же? Получится. Аналогичная схема ещё в "Искусстве схемотехники" приводилась. Рис. 1.77 на стр. 73. Сопровождается комментариями: "... схема обеспечивает почти идеальную компенсацию.."
В моем трехтомнике это рис.1.82 на стр. 56 том 1, но это не важно. Нашел эту схему и попробовал промоделировать. Действительно работает. За счет того, что ток через D1 почти на порядок меньше и поэтому прямое падение напряжение на нем тоже меньше. А поскольку в самом начале (в области малых токов) ВАХ диода квадратичную зависимость имеет, то и падение напряжения почти вдвое отличается.

Буратино, насчет потребления 10мкА. При невысоких температурах (комнатная и ниже) я думаю это возможно. А вот при высоких (скажем выше 50-75°C) нужно внимательно смотреть характеристики применяемых диодов, т.к. обратный ток диодов может быть сравним с прямым током. Поэтому 500кОм может уже и "не покатит".

Share this post


Link to post
Share on other sites

А кто работал с обращенными диодами? Пишут, что эти диоды могут работать почти как идеальный детектор, при слабых сигналах.

Возможно ли их купить?

Из отечественных встретил в интернете упоминания о ГИ401 или АИ402. В продаже не нашел.

Edited by Буратино

Share this post


Link to post
Share on other sites

Схема то работает, но при этом к продетектированому сигналу добавляет смещение! Его величина зависит от тока через D2 диод.

Если потом усиливать сигнал например операционником, то получается ерунда, ведь усиливаться будет и сам сигнал и постоянная составляющая смещения:(

 

Какие еще возможны схемные решения задачи детектирования сигналов малой амплитуды?

Edited by Буратино

Share this post


Link to post
Share on other sites
Какие еще возможны схемные решения задачи детектирования сигналов малой амплитуды?

 

У AD есть специальные усилители-ограничители по входу.

http://www.analog.com/en/amplifiers-and-co...ts/product.html

Share this post


Link to post
Share on other sites
Схема то работает, но при этом к продетектированому сигналу добавляет смещение! Его величина зависит от тока через D2 диод.

Если потом усиливать сигнал например операционником, то получается ерунда, ведь усиливаться будет и сам сигнал и постоянная составляющая смещения:(

 

Какие еще возможны схемные решения задачи детектирования сигналов малой амплитуды?

Конечно, есть.

1. Усиливать сигналы до детектирования

2. Усиливать после детектирования относительно смещения (для того дифференциальные усилители и придумали)

 

У AD есть специальные усилители-ограничители по входу.

А зачем?

Share this post


Link to post
Share on other sites
У AD есть специальные усилители-ограничители по входу.

http://www.analog.com/en/amplifiers-and-co...ts/product.html

 

Не:(

 

Вот послушайте:

Есть петля-катушка проложенная в стене. Это восьмижильный провод длиной 60-100 метров. Специальным генератором в нее "накачивается" мощность на частоте 100кНz ( Этой мощности достаточно, чтоб на катушке состоящей из 50-60 витков (спичечный коробок в качестве каркаса) создать 1,5-1,7 вольта если поднести ее вплотную к стене. )

Есть датчик, который на расстоянии засекает приближение к катушке передатчику в стене. Чем выше будет чувствительность датчика(усилителя сигнала) - тем на большем расстоянии датчик обнаружит петлю в стене. Это мне и нужно! На данный момент я гарантировано засекаю петлю в стене на расстоянии 0,5 метра.

Понятно, что можно (и скорее всего нужно) раскачивать мощность в петле- передатчике, но почему бы и не поднять на порядок-два :rolleyes: чувствительность датчика?

 

 

Устройство, в котором будет использоваться усилитель, питается от аккумуляторной батареи. Потребляемый усилителем ток, должен быть минимален.

При взаимодействии с катушкой передатчиком, в катушке L1 индуцируется ток. Двойное амплитудное напряжение в максимуме 1,5-1,7В. В минимуме- "тонет" где-то в шумах осцила:)

 

Я собирал схему на двух каскадах транзисторов (КТ3102). Получил потребляемый ток около 0,4мА и относительно слабый результат по чувствительности усилителя.

 

Схема на ОУ мне больше подходит. Малый ток потребления, регулируемый+большой коэф-нт усиления. Но вот эта бяка со смещением:(

 

Вот схема на ОУ MCP6041

Катушка L1 состоит из 55 витков провода диаметром 0,15мм на спичечной коробке (грубо говоря)

В будущем планирую настроить L1 и С1 в резонанс с частотой входного сигнала, возможно увелич в разы кол-во витков L1, но это все потом, сейчас мне нужно выбрать верное схемотехническое решение.

post-41215-1235732111_thumb.png

Edited by Буратино

Share this post


Link to post
Share on other sites
Конечно, есть.

1. Усиливать сигналы до детектирования

2. Усиливать после детектирования относительно смещения (для того дифференциальные усилители и придумали)

 

 

Если усиливать сигнал частотой 100кНz до или после детектирования, то нужно применять быстрый ОУ, который жрет как взволнованый Шрек, на балу у прынцессы:) На транзисторах можно делать, но обнаруживается температурный дрейф, разброс параметров, потребляемый ток, маленький коэф-нт услиления. Естественно все относительно. Но в моем конкретном случае усиливать саму форму сигнала не нужно!

Посмотрите на схему, я поставил после детекторного диода конденсатор, напряжение на котором будет пропорционально расстоянию от катушки к катушке. Такое напряжение без проблем можно усилить в тысячу раз медленным ,но очень экономным ОУ МСР6041. Все бы ничего, но постоянная составляющая все портит:)

 

Другими словами необходимо обработать сигнал очень маленькой амплитуды.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если усиливать сигнал частотой 100кНz до или после детектирования, то нужно применять быстрый ОУ, который жрет как взволнованый Шрек, на балу у прынцессы:) На транзисторах можно делать, но обнаруживается температурный дрейф, разброс параметров, потребляемый ток, маленький коэф-нт услиления. Естественно все относительно. Но в моем конкретном случае усиливать саму форму сигнала не нужно!

Посмотрите на схему, я поставил после детекторного диода конденсатор, напряжение на котором будет пропорционально расстоянию от катушки к катушке. Такое напряжение без проблем можно усилить в тысячу раз медленным ,но очень экономным ОУ МСР6041. Все бы ничего, но постоянная составляющая все портит:)

 

Другими словами необходимо обработать сигнал очень маленькой амплитуды.

Какие у вас ограничения по жратве.100КГц не столь большая,но и не маленькая,частота :rolleyes: Сколько вы можете в мА отдать усилителю?

Кстати ваша схема подачи смещения весьма нетермостабильна.Если жаждете подобным образом подавать смещение примените стабилитрон а с него подавайте на детектор через делитель.После вашего детекторного диода надо ставить кондер иначе вместе с полезным сигналом вы получите и смещение от смещения.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Другими словами необходимо обработать сигнал очень маленькой амплитуды.

Какие диоды использовали? Насколько компактным и дешёвым должно быть устройство? Поищите по форуму, вопросы активного детектирования рассматриваются здесь почти постоянно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Катушка L1 состоит из 55 витков провода диаметром 0,15мм на спичечной коробке (грубо говоря)

В будущем планирую настроить L1 и С1 в резонанс с частотой входного сигнала, возможно увелич в разы кол-во витков L1, но это все потом, сейчас мне нужно выбрать верное схемотехническое решение.

А надо бы начать именно с настройки приемного контура в резонанс - эффект будет разительный, уверяю. И очень сильно подозреваю, что этого будет более чем достаточно. Еще - расстояние детектирования зависит и от геометрических размеров катушки тоже, не стоит этим пренебрегать. О усилителях - можно (для начала) попробовать очень простой и дешевый вариант, двух-трехкаскадный усилитель на инверторах 4069 в линейном режиме. Ну, а если так хочется использовать именно детектирование - то использовать детекторные же диоды. При нулевом смещении неплохо работают, например, КА201, КА104-105 (это не ширпотреб и не на каждом углу продаются, да и не дешевые), из древних германиевых - Д18, Д20. Из импортных - BAT62 (тоже дефицит), какие-то из HSMS28xx объявлены как с нулевым смещением, но сильно подозреваю, что они все работоспособны в таком режиме (по опыту работы с КА104, который даже формально не детекторный - без смещения детектирует 1 mV RMS, при этом "на выходе" порядка 40 uV).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Евгений Германов

На усилитель могу потратить 600-800 nA. Подавать смещение на детекторный диод при таких малых сигналах дело неблагодарное. В результате минусов получается больше, чем плюсов. Возможно я что-то не так делал.

 

Herz

В вышеприведенной схеме использовал BAS85

На плате для усилителя 2-3 квадр. сантиметра. Цена значения не имеет.

 

rx3apf

Начну я именно с максимума усиления усилителя в датчике при прочих равных, потом настрою катушку, потом раскачаю генератор. В результате смогу рассчитывать на более менее "здоровое" усиление:)

4069 в линейном режиме - интересно. Вы имеете ввиду использовать несколько каскадов усиления, и обойтись без диодов, ОУ и транзисторов? Сколько будет потреблять настроенная на работу в качестве многокаскадного усилителя 4069? А какое усиление будет реальным?

По поводу диодов - спасибо. Только не понял что с HSMS28xx? Сильно подозреваете что они НЕ работоспособны наверное?

Edited by Буратино

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this