|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Đầu dò hoạt động trên op-amp cho máy hiện sóng. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Công nghệ đo lường Bộ khuếch đại băng rộng có trở kháng đầu vào cao, điện dung đầu vào thấp và trở kháng đầu ra thấp được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Một ứng dụng là làm đầu dò đầu vào cho máy hiện sóng và các thiết bị đo lường khác. Như được trình bày trong bài viết này, op-amps của thiết bị analog hiện đại cho phép bạn giải quyết vấn đề này bằng các phương pháp đơn giản. Máy hiện sóng là một trong những thiết bị linh hoạt nhất cho phép bạn đo nhiều thông số khác nhau của tín hiệu điện và thường đơn giản hóa đáng kể quy trình thiết lập thiết bị điện tử. Trong một số trường hợp, nó đơn giản là không thể thay thế được. Tuy nhiên, nhiều người đã quen với tình huống khi kết nối máy hiện sóng với thiết bị được cấu hình sẽ dẫn đến vi phạm các chế độ của nó. Lý do cho điều này chủ yếu là do điện dung và điện trở của đầu vào máy hiện sóng và cáp kết nối của nó được đưa vào mạch đang nghiên cứu. Hầu hết các máy hiện sóng được những người nghiệp dư vô tuyến sử dụng đều có trở kháng đầu vào cao (1 MOhm) và điện dung đầu vào là 5...20 pF. Kết hợp với cáp đầu vào được bảo vệ kết nối dài khoảng một mét, tổng điện dung tăng lên 100 pF trở lên. Đối với các thiết bị hoạt động ở tần số trên 100 kHz, điện dung này có thể có tác động đáng kể đến kết quả đo. Để loại bỏ nhược điểm này, những người vô tuyến nghiệp dư sử dụng một dây không được che chắn (nếu mức tín hiệu đủ lớn) hoặc một đầu dò hoạt động đặc biệt, bao gồm một bộ khuếch đại có trở kháng đầu vào cao, thường được chế tạo bằng các bóng bán dẫn hiệu ứng trường [1-3]. Việc sử dụng đầu dò như vậy làm giảm đáng kể lượng điện dung được đưa vào thiết bị. Tuy nhiên, nhược điểm của một số trong số chúng là mức tăng thấp hoặc có sự thay đổi mức ở đầu ra, gây khó khăn cho việc đo điện áp DC. Ngoài ra, chúng có dải tần hoạt động hẹp (lên đến 5 MHz), điều này cũng hạn chế việc sử dụng chúng và yêu cầu cáp kết nối ngắn. Đầu dò được mô tả trong [2] có các thông số tốt hơn một chút. Cần lưu ý rằng tất cả các đầu dò này cũng có thể hoạt động hiệu quả với máy hiện sóng có trở kháng đầu vào cao. Hiện nay, các máy hiện sóng băng rộng có dải tần hoạt động lên tới 100 MHz trở lên, trở kháng đầu vào thấp 50 Ohms đang ngày càng trở nên phổ biến nên việc kết nối chúng với một thiết bị tùy chỉnh thường trở nên gần như không thể. Không phải tất cả chúng đều được trang bị đầu dò hoạt động và việc sử dụng các bộ chia điện trở dẫn đến độ nhạy giảm rõ rệt. Cuộc thăm dò tích cực, được mô tả để thu hút sự chú ý của độc giả, không gặp phải những nhược điểm này. Nó hoạt động với nhiều máy hiện sóng khác nhau, trở kháng đầu vào có thể là trở kháng thấp - 50 Ohms hoặc trở kháng cao - lên đến 1 MOhm, có dải tần hoạt động 0...80 MHz và trở kháng đầu vào khá cao ở tần số thấp - 100 kOhm. Hệ số truyền của nó là 1 hoặc 10, tức là Nó không những không làm suy yếu mà còn tăng cường tín hiệu. Ưu điểm của đầu dò bao gồm kích thước nhỏ của nó. Những thông số như vậy đạt được thông qua việc sử dụng op-amp tốc độ cao hiện đại của Analog Devices. Đặc biệt, đầu dò này sử dụng op-amp AD812AN, có các đặc điểm chính sau: Tần số hoạt động trên - ít nhất 100 MHz; điện trở đầu vào - 15 MOhm với điện dung đầu vào 1,7 pF; điện áp đầu vào - lên tới +13,5 V và tốc độ tăng của điện áp đầu ra - 1600 V/μs; dòng điện đầu ra (có điện trở đầu ra 15 Ohms) - lên tới 50 mA; mức tiêu thụ hiện tại khi không có tín hiệu đầu vào là 6 mA. Ngoài ra, op-amp có mức hài thấp (-90 dB ở tần số 1 MHz và tải 1 kOhm) và mức nhiễu thấp (3,5 nV/^Hz), bảo vệ khỏi K3 (giới hạn dòng điện ở 100 mA), công suất tiêu tán bởi một hộp nhỏ khá lớn - 1 W. Cần nói thêm rằng giá của một vi mạch chứa hai op-amps với các thông số như vậy là tương đối thấp ($3...4). Sơ đồ của đầu dò hoạt động được thể hiện trong hình. 1. Về cơ bản nó tương ứng với mạch kết nối op-amp tiêu chuẩn. Hệ số truyền KU được thay đổi bằng cách chuyển mạch phần tử SA1 của mạch phản hồi và có hai giá trị: 1 và 10. Công tắc SA2 chọn chế độ vận hành: với đầu vào “đóng”, khi tụ C1 được bật ở đầu vào và điện áp không đổi thành phần không chuyển đến đầu vào hoặc có lối vào "mở" khi nó đi qua.
Đáp ứng tần số của đầu dò khi hoạt động trên tải có điện trở 50 Ohms đối với các tỷ số truyền khác nhau là hơi khác nhau. Đối với Ku=1, nó tăng nhẹ (lên tới 20...25%) ở tần số 20...45 MHz và giảm xuống mức 0,7 ở tần số 70...80 MHz và xuống mức 0,3 ở tần số 100 MHz. Đối với Ku=10, đáp ứng tần số ổn định ở mức 20 MHz và giảm dần xuống 7 ở tần số 40 MHz và ở tần số 100 MHz, nó giảm xuống 3. Khi kết nối đầu dò với máy hiện sóng hoặc máy đo tần số có điện trở đầu vào cao (thường Rin = 1 MOhm) qua cáp tần số cao dài 1 m, biên độ điện áp đầu ra tối đa của op-amp đạt 12 V (tại Upit = +15 V) ở tần số lên tới 10...15 MHz và giảm dần xuống 3 V ở tần số 30...40 MHz. Khi đầu dò được tải vào đầu vào có điện trở thấp (Rin = 50 Ohm) của máy hiện sóng, điện áp đầu ra tối đa là 4 V ở tần số lên đến 1 MHz và giảm xuống 0,5 V ở tần số 30...40 MHz. Cần đặc biệt lưu ý rằng sự hiện diện của chế độ khuếch đại cho phép bạn quan sát các tín hiệu đầu vào có biên độ 10...200 µV trên màn hình máy hiện sóng với độ nhạy 300 mV mỗi vạch chia! Một điện trở R3 tương đối nhỏ (100 kOhm) được lắp ở đầu vào bộ khuếch đại. Điều này được thực hiện vì dòng điện đầu vào của op-amp là một phần của µA và độ lệch của mức điện áp DC ở đầu ra trong trường hợp này là khoảng 50 mV tại Ku = 1 hoặc 500 mV tại Ku = 10. Sự gia tăng trong điện trở này sẽ dẫn đến sự gia tăng độ lệch tương ứng. Như thực tế đo tín hiệu băng thông rộng cho thấy, điện trở đầu vào của đầu dò khoảng 100 kOhm là khá đủ. Có thể tăng nó lên 1 MOhm bằng cách thay đổi R3 tương ứng, nhưng điều này sẽ dẫn đến những hậu quả đã nêu ở trên. Ở tần số cao, điện trở đầu vào nhỏ hơn và về bản chất chủ yếu là điện dung, nhưng điều này không ảnh hưởng đến quy trình đo vì mạch điện trở cao rất hiếm ở tần số cao. Về thiết kế. Hầu hết các bộ phận của đầu dò được đặt trên một bảng mạch in làm bằng sợi thủy tinh lá hai mặt, bản phác thảo được thể hiện trong hình. 2. Một mặt của nó đặt op-amp và tất cả các điện trở, ở mặt thứ hai - tụ điện C2-C5. Kết nối giữa các mặt lắp được thực hiện bằng dây dẫn xuyên qua các lỗ trên bảng. Các công tắc được lắp đặt trên thân đầu dò và tụ điện C1 được lắp trực tiếp trên SA1.
Thân đầu dò (Hình 3) bao gồm một ống nhựa 1 (làm từ bút nỉ có đường kính khoảng 18 mm), được lắp vào vỏ kim loại 2. Bên trong ống có một tấm bảng 3, trên đó công tắc SA1 và SA2 (4 và 5) được lắp. Dây kết nối và dây nguồn - 6 - được đưa ra qua đáy ống. Dây chung của bo mạch được nối vào vỏ và một dây cho chốt kim loại X1 - 7 được đưa ra qua lỗ bên trong. Tất cả bên trong các kết nối phải được thực hiện bằng dây có chiều dài tối thiểu và các kết nối bên ngoài - mạch nguồn và tín hiệu - được bảo vệ tương ứng và cáp RF.
Vì một trong hai op-amps không được sử dụng trong vi mạch nên đầu vào của nó (chân 5 và 6) được kết nối với một dây chung. Việc thiết lập thiết bị bao gồm việc cài đặt mức tăng cần thiết, khi vận hành đầu dò bằng máy hiện sóng có trở kháng đầu vào cao, được đặt thành 10 ở tần số 10 MHz bằng cách chọn điện trở R1 (đóng SA1). Nếu đầu dò được sử dụng với máy hiện sóng có đầu vào trở kháng thấp thì một phần tín hiệu đầu ra sẽ bị triệt tiêu ở điện trở R5 phù hợp. Do đó, điện trở R6 được đưa vào mạch và bằng cách chọn điện trở của nó (khi SA1 mở), hệ số truyền được đặt thành 1. Khi SA1 đóng (chế độ độ nhạy cao), hệ số khuếch đại được đặt thành 10 bằng cách chọn điện trở R1. Thiết bị sử dụng các điện trở MLT, C2-10, C2-33, P1-12, tụ C1-C3 dòng KM hoặc các loại cỡ nhỏ khác (K10-17, K10-47), C4, C5 - nhóm K52 hoặc tương đương. . Bạn có thể sử dụng op-amps băng thông rộng AD812AR hoặc AD817AN, AD818AN của cùng một công ty, rẻ hơn do dải tần nhỏ hơn (50 MHz), nhưng việc sử dụng chúng cũng sẽ dẫn đến việc giảm dải tần hoạt động. Để cấp nguồn cho đầu dò, cần có nguồn điện ổn định lưỡng cực có điện áp đầu ra %12...15 V. Cần lưu ý rằng mức tiêu thụ hiện tại khi không có tín hiệu là 10...15 mA, khi hoạt động trên tải có trở kháng thấp, khi có tín hiệu vào, dòng điện có thể tăng lên 100 mA. Văn chương
Tác giả: I. Nechaev, Kursk
Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
▪ Trò chơi run rẩy với bầy sói ▪ Thông gió cơ thể dưới quần áo ▪ Nhựa phân hủy nhanh trong nước biển
▪ phần của trang web Nguồn điện. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Đường dây thông tin sợi quang. Lịch sử phát minh và sản xuất ▪ bài viết Thuế không có con ở đâu? đáp án chi tiết ▪ Bài báo Phát triển các khu vực cắt chắn gió-chắn gió. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Lồng trên một cây gậy. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này