Ich habe eine Quelle, die eine glatte Sinuswelle im Bereich von ± 100 mV bei 1-15 Hz erzeugt.
Aufgrund von Entfernungen muss ich das Signal auf mindestens ±5 V verstärken, und ich sollte auch die Form des Signals möglichst beibehalten. Vorzugsweise ± 12 V, aber mir wurde gesagt, dass ± 5 V auch funktionieren.
Wie kann ich das machen? Ein Elektrotechniker wird die eigentliche Arbeit an diesem Gerät durchführen, aber ich muss einige Kenntnisse haben, damit ich die Dinge koordinieren kann.
Die Lösung, die mir in den Sinn kommt, ist ein Operationsverstärker, der von +/-15-V-Gleichstromschienen betrieben wird. Damit werden problemlos Signalausgänge bis +/-12V erzeugt. Die meisten Operationsverstärker werden dies tun.
Ein Operationsverstärker kann so konfiguriert werden, dass er eine Verstärkung hat, dh er verstärkt das Signal, und in Ihrer Lösung müssen Sie dies um einen Faktor von 12 / 0,1 = 120 verstärken. Dies ist eine ziemliche Spannungsverstärkung, wenn Sie dies berücksichtigen höchste Frequenz des Eingangssignals, daher muss das geeignete Gerät sorgfältig ausgewählt werden.
BEARBEITEN - Ich habe die Höchstfrequenz falsch als 15 kHz verstanden, obwohl es tatsächlich nur 15 Hz sind, daher ist der folgende Absatz für diesen Job ungeeignet, aber im Allgemeinen nützlich, glaube ich: -
Gain-Bandwidth-Product (GBP) muss über 1,8 Millionen (120 x 15e3) liegen, und um Verzerrungen bei 15 kHz zu minimieren, würde ich sagen, dass GBP eher 10 Millionen betragen muss, um sicher zu sein.
Sie müssen auch berücksichtigen, welche DC-Offsets im Eingangssignal vorhanden sein können - Sie sagen, die niedrigste Frequenz ist 1 Hz (oder meinen Sie 1 kHz?), Und wenn Sie DC-Pegel an diesem Eingang beibehalten möchten, muss dies berücksichtigt werden Design.
Wenn Sie die DC-Pegel nicht beibehalten möchten, kann es insofern komplexer werden, als Sie das Signal "in" filtern müssen, während Sie den DC "ignorieren". Schaltungen wie diese können die Wellenform von Niederfrequenzsignalen verzerren, daher muss bei der Auswahl der richtigen Wertkomponenten darauf geachtet werden.
Da das Ziel die Erkennung einer Reihe von Maxima aus der Ferne zu sein scheint, unabhängig davon, ob es sich um eine Sinuswelle oder eine Impulsfolge handelt, ist hier ein alternativer Ansatz, der möglicherweise einfacher ist:
Verwenden Sie einen Komparator wie den LM111 oder eine neuere, verbesserte Version, um die Wellenform des Hall-Effekt-Sensors in eine Reihe von Impulsen umzuwandeln, indem Sie die Vergleichsschwelle auf etwa die Mitte des Spannungsbereichs des Eingangssignals einstellen.
Verwenden Sie den Ausgang, um eine Stromschleife direkt zum Empfangsende zu treiben, z. B. kann der LM111 ausreichend Strom aufnehmen oder liefern, um " Lampen oder Relais anzusteuern und Spannungen bis zu 50 V bei Strömen von bis zu 50 mA zu schalten " (aus dem Datenblatt). Keine Treibertransistoren oder MOSFETs erforderlich !
Diese Stromschleife ist ein robuster, standardmäßiger Signalmechanismus für große Entfernungen, der in industriellen Systemen wie den 4-20-mA- und 10-50-mA-Systemen verwendet wird. Von der WikiPEdia-Seite: " Stromschleifen können über mäßig lange Entfernungen (zig Kilometer) verwendet und mit optisch isolierten Verbindungen verbunden werden. ".
Der Stromschleifenmechanismus ist weniger empfindlich gegenüber Störungen als jede vergleichbare Spannungsübertragungslösung, und die oben beschriebene Single-IC-Sense-and-Transmit-Lösung ist kaum zu übertreffen.
Anindo Ghosh
Grubl3r
Anindo Ghosh
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