Амплитудные детекторы МК

April 12, 2011 by admin Комментировать »

МК не имеет аппаратных средств для работы с сигналами отрицательной полярности. Их приходится предварительно инвертировать (по-другому, выпрямлять) или вообще подавлять как нежелательные. В измерительных и радиоприёмных системах узел для преобразования двухполярных сигналов в однополярные обычно называют детектором, а в силовых устройствах (источниках питания, схе- мах управления двигателями) — выпрямителем, хотя, по сути, это одно и то же.

Основой детекторов, как правило, служат диоды, реже транзисторы или стабилитроны. Если требуется усреднение амплитуды сигнала, то после детектора ставят накопительный конденсатор.

На Рис. 3.8, а…м показаны схемы детектирования сигналов с выходом на МК.

 

Рис. 3.8. Схемы подключения амплитудных детекторов к МК {начало):

а)  активный амплитудный детектор на усилителе DAL1 и диоде VD2. Схема обеспечивает низкую инструментальную погрешность преобразования в режиме малых сигналов. Резистор R5 определяет коэффициент усиления DAI.2, а резистор RI — чувствительность;

б) пороговый индикатор пиковой мощности внешнего УНЧ. Сигнал снимается с громкоговорителя BAI (4…8 Ом). Резистором регулируют порог амплитуды, выше которой считается, что громкость звука выходит за установленную норму. Если вместо линии цифрового порта применить АЦП М К, то переменный резистор можно заменить постоянным;

в)  диод KZ)/создаёт смещение 0.6…0.7 В для повышения чувствительности амплитудного детектора, выполненного на диоде VD2. Диоды выбираются одного типа, с близкими ВАХ, чтобы компенсировались изменения параметров в широком диапазоне температур;

г)  измеритель ВЧ/СВЧ-мощности. Входной сигнал детектируется элементами VDI, CI и через калибровочный резистор R3 подаётся на АЦП МК. При слабом сигнале резистор RI можно заменить перемычкой, при этом резистор R2 надо выбрать 50 или 75 Ом в зависимости от волнового сопротивления ВЧ/СВЧ-тракта;

д)  светодиод HL1, совместно с диодами моста VD1, ограничивает амплитуду сигнала на входе М К и одновременно осуществляет визуальную индикацию;

 

Рис. 3.8. Схемы подключения амплитудных детекторов к МК {продолжение):

е) двухполупериодный детектор с гальванической опторазвязкой. Конденсатор С/ подавляет импульсные помехи. На стабилитроне К/)5 гасится лишнее напряжение;

ж) регистратор слабых сигналов и коротких импульсов с пороговым каскадом;

з) узкополосная фильтрация {BF1, BF2), усиление {VTI, VT2) и детектирование (KZ)/, VD2) входного сигнала, имеющего основную гармонику в районе 6 МГц;

и) транзистор VTI служит усилителем, защищает вход МК от скачков напряжения, а также отсекает слабые сигналы (менее 0.7 В), что повышает помехоустойчивость;

к) детектор переменного и импульсного напряжения с опторазвязкой. Вместо внутреннего «pull-up» резистора МК может применяться внешний (1…10 кОм);

л) развязка входных цепей исследуемого сигнала U^y^ при помощи высокоомных резисторов /?/, R2. Резистор определяет чувствительность устройства. Нагрузкой амплитудного детектора VD1 служат элементы С/, R4\

Рис. 3.8. Схемы подключения амплитудных детекторов к МК (окончание): м) сдвоенный детектор напряжения на прецизионных микросхемах фирмы Analog Devices: Z)/l/(линейная зависимость), Z)/42 (логарифмическая зависимость).

 

3.1.6. Контроль сигналов низкого напряжения

Входные линии портов МК реагируют на изменение напряжения относительно общего провода. Следовательно, в этом смысле МК можно отнести к классу пороговых устройств и использовать стандартные схемы из импульсной техники.

Если амплитуда приходящих сигналов гарантированно не превышает напряжения питания Vqq и не имеет отрицательной составляющей, то входные линии МК можно вообще не защищать (Рис. 3.9, а…к).

Если существует вероятность появления на входе МК импульсных помех, выходящих за диапазон от -0.5 В до К^с+О.З В, значит требуется дополнительная защита в виде пассивных ограничителей (Рис. 3.10, а…н) или активных буферных каскадов (Рис. 3.11, а…о).

Рис. 3.9. Схемы подачи низковольтных сигналов на линии nopTOii МК {начало):

а)     элементы /?/, С/ фильтруют входной сигнал. Резистор R2 нужен при большой ёмкости конденсатора С/ для снижения тока через входной диод М К при снятии питания;

б)      однозвенный фильтр L/, С/ имеет достаточно крутой спад частотной характеристики;

 

 

в) диоды VDl…VDn и резистор R1 выполняют логическую функцию «ИЛИ»;

г) диоды VDI…VDn и резистор RI выполняют логическую функцию «И»;

д) НИЗКИЙ уровень                      в любом из каналов приводит к изменению напряжения на входе обработки прерывания

 

Рис. 3.11. Схемы защиты линий М К активными буферными каскадами {окончание): и) стабилизатор DA! защищает МК от всплесков напряжения амплитудой до +30 В. Если питание М К осуществляется от источника +3 В, то Z)/l / лучще заменить микросхемой 78L03;

к) усилитель DA! служит буферным элементом и выполняет функцию детектора перехода двухполярного сигнала U^y^ через нуль;

л) «визуальный» датчик наличия напряжения +8…+14 В насветодиоде HLL Транзистор VT1 и резистор /?/ образуют генератор стабильного тока 3 мА;

м) определитель знака входного постоянного напряжения (плюс или минус), не реагирующий на переменные звуковые сигналы. Может применяться в устройстве защиты УНЧ от пробоя выходных транзисторов. Конденсаторы С/, С2 должны быть неполярными большой ёмкости; н) резистором устанавливается гистерезис компаратора Z)/l/ в пределах 50…70 мВ; о) первая ступень защиты — стабилитрон VD1, вторая — транзистор VT1, третья — внутренние диоды МК и ограничительный резистор R5. Резистором J регулируется чувствительность.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты