Signal En Geliştirmek için Aktif Bütünleme Devrelerinde Ops kullanarak

Operasyonel Ampirikler (Op Ampifik) analog elektroniklerdeki en esnek bina blokları arasındadır, çok sayıda sinyallendirme görevi sağlar. Özellikle güçlü bir uygulama, aktif bütünleme devreleri için sinyal algılama için kullanımlarıdır. En Geliştirme algılaması - bir zarf sinyalinden nasıl yararlanılır - iletişim sistemlerinden temel, araçlama ve ses işleme. Aktif bir bütünleme ile uygulandığında, mühendisler zaman yanıt verme, bant genişliği ve doğruluk için hassas kontrol sahibi olurlar.

Aktif bütünleyici devreleri anlamak

Aktif bir bütünleme devresi, giriş gerilimi sinyalinde matematiksel bir entegrasyon işlemi gerçekleştirmektedir. Klasik mimari operasyonel bir yükselteç, bir direnç (R), ve bir kapasitör (C) geri bildirim yolunda bağlantılı olarak yapılır.The input voltajıİLT:0)[V[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız.

[FONT:0)V[DÜDÜDÜDÜDÜ:2)[T) = 1/ (RC) ⁇ V_{[DÜye Olmayanlar[DÜye Olmayanlar[DÜye Olmayanlar)}

Bu ideal ilişki, af amplitüdün ideal olduğunda tutar - son derece kazanır, sonsuz giriş engeli, sıfır çıkış kesintisi ve sonsuz bant genişliği.In practice, theCompor's behavior is shape by the amplifiks, including finite-band-band growth product (GBW), giriş noktası, yarılma sınırlamaları ve dengeleme gerilimi. RC time Constant ( ⁇ = RC = RC[değiştirme[değiştir | kaynağı değiştir] hızlandığında daha yüksek bir RC geri ödeme yapar.

Aktif bütünleştiricinin Frekans Yanıtı

İdeal bir bütünleme ([Dönetici), tüm frekanslarda bir aradaki artışla, [Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönetici:2] [Dönetici:2] [Dönetici:2] [Döneticileri, alttakileri takip eden ve daha düşük çözünürlükte bir aradaki tümlemeler için bir araya gelir.

En Geliştirme Tespiti: Prensipler ve Yöntemler

En Geliştirme algılama yavaş yavaş yavaş yavaş yavaşlayıcı (AM) bir yüksek frekanslı taşıyıcıdan gelen zarfı çıkarır.In AM sinyalleri, bilgi taşıyıcının amplitüdünde kodlanır. En basit dektör, düşük frekanslı bir filtre (konferik bir üst düzeye kadar) ile takip edilen bir diyotun yüksek çözünürlükte bir şekilde elde edilir.

Aktif bir bütünleme zarfı genellikle ilk önce giriş sinyalini yeniden kullanarak çalışır (tek bir retifier aşamasına girmek) ve sonra redüklenmiş dalgaformunu bütünleştirir.Introor'un zaman sabiti, taşıyıcı frekansının zaman zaman zamanlamasının geçtiği zaman ağır şekilde seçilir.

Diğer En Geliştirmeli Tespit Teknikleri ile Karşılaştırma

• [FONT:0]Diode zirve dektör:[Diode Sound:[D) Basit, ancak eşküresel gerilim, sıcaklık duyarlılığı ve sınırlı bant genişliğinden muzdariptir.
• [FONT:0)Synckous (koherent) dektör: Bir yerel osilatör taşıyıcıya senkronize edilebilir; mükemmel lineerlik sağlar ama karmaşıklık ve maliyet sağlar.
• [[Düzücü yükseltici zarf dedektörü: [Dön dinamik aralık için kullanışlıdır, ancak küçük zarflar için logatoloji dezenfeksiyonu ve daha düşük doğruluk ekler.
• [FONT:0)Active bütünleyici dektör:[Dönetici: 0,4][/FONT=0)[0]Aktif bir değerle zirvede bir dedektörün sadeliğini birleştirir ve RC zaman sabitiyle kolayca elde edebilir ve daha büyük bir analog işleme zincirinin bir parçası olabilir.

Op Amp için tasarım göz önüne alındığında - temel olarak en Geliştirmektörleri

Güçlü bir aktif bütünleme zarf dedektörü tasarımı dikkatli bir bileşen seçimi ve parametre ticaret-off gerektirir: Aşağıda kritik yönleri tartışıyoruz:

Op Seçici

• [FONT:0)Gain-Band genişlik Ürün (GBW): ), af amplifütür gecikmeden taşıyıcı frekansı ele almak için yeterli bant genişliğine sahip olmalıdır. 1 MHz'in taşıyıcı frekansı için, bir GBW'ye en az 10-20 MHz önerilir (örneğin, LMH66 veya OPA847 daha yüksek frekanslar için).
• [FONT=0]Slew Rate:[Dönetici:[Dönemli) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
• [FONT=0)Input Bias Current:[Dönetici:[Dönetici:0)Input Bias Current:[Dönetici: [Dönetici: 0) Low önyargı akım (FET-input op amps like the OPA134 or TLE2027), DC dengeleme hataları en aza indirmek ve neden olabilir.
• [FONT=0)Input Offset Gerilim: [Dönetici: Low Balance (e.g., ≤1 mV) birikinci DC hataları nedeniyle bütünlemeyi önler. Auto-zero ops (e.g., LTC2057) hassas uygulamalar için idealdir.

RC Time

Bütünleme süresi sabit değildir:0) ⁇ = RC) Düşük frekanslı kazanç (görüntüdeki) veya entegrasyon başladığından (eşitsiz bir bütünleme) iki çatışmanın gerektirdiği köşe frekansını tanımlar:

• Çıktının zarf değişikliklerine yanıt verme ve hızla düşmesine izin vermek için yeterince küçük olmalıdır.En yüksek modulation frequencyur (max)[max))[D|D|Döneticileri)[Döneticileri) [Dönderinler)[Düzüğün/kürümesel) [Düzücükler)[Düzücükler)[Düzüğünler)
• Bu, taşıyıcı frekansının çıkarılması için yeterince büyük olmalıdır:0)f_{[/FONT][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=D][/FONT=3][/FONT=FONT=)[D][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=FONT=FONT=FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=))))}

Bir sızıntıya bütünlük içinde, paralel geri bildirim direnicidir:0) R) DC kazanç ve düşük frekanslı akışlar geri dönüşler zamanlandığında, sabitFLT:4)

Hassasiyet Açıklama

İntevazı olmadan önce giriş sinyali yeniden tanımlanmalıdır. Bir af amplifikasyon kullanarak hassas bir rezatör kullanılabilir; tam dalga iki kez redüktöre entegrasyondan sonra tekrarlama sağlar ve mikrovoltaik olarak geri yükleme sağlar.

Gürültü ve Drift Tahminleri

Aktif bütünleştirmeler gürültüye doğal olarak duyarlıdır, özellikle düşük frekanslarda (1/f gürültü). Af amp's gerilim gürültü yoğunluğu mümkün olduğunca düşük olmalıdır (< 10 nV / UTCHz) temiz zarf ekstraksiyon için. Ek olarak, direnç hacminden 0.1 ila 10 μF arasında ısı gürültüsünü kullanmak ve istenen süreyi elde etmek için R'yi daha büyük bir direnmelidir.

DC ampliften gelen arsa entegre olacak ve sonunda bunu hafifletmek için, bir geri bildirim dirençli (buna bir sızdıran bütünleştirici) ekleyebilir veya otomatik olarak aero af amp kullanabilir.

Uygulama Örnekleri Uygulama Örnekleri

Bir AM sinyalinin zarfını 1 MHz'in taşıyıcı frekansıyla algılamak ve 5 kHz'nin maksimum modulation frekansıyla algılamak için bir tasarım düşünün. sinyal amplif aralıkları 10 mV'den 1 V zirve-peak'e kadar.

Bitirme Değerleri

• Op amp: OPA847 (GBW = 3.9 GHz, yarıkır oranı = 950 V /μs, giriş gerilim gürültü = 0.85 nV/√Hz).
• Rekrasyon aşaması: Bir Schottky diyot (BAT54) ve hızlı bir af amp (örneğin, OPA690).
• Tümor kapasitör C = 0.1 μF (seramik veya düşük dielektrikli absorpsiyon için polipropilen).
• Bütünleyici direnç R = 1 kULL ( giriş entegrasyon yolu için) Bu, zaman sabit bir ⁇ = 0.1 ms, köşe frekansı ⁇ 1.6 kHz. Bu, yaklaşık 56 dB (al entegrasyon eğimi) ile 1 μs, 5 kHz'ye kadar frekanslar geçirirken, C'ye daha küçük bir zaman sabiti gerekir; C'yi 0.01 μF ve R'ye kadar Ø 3 μs, köşe ⁇ = 33 μs, köşe ⁇ 4.8 kHz, 5 kHz modulation için iyi.
• Geri bildirim dirençli R f = 100 kULL, C ile paralel olarak, bir sızıntı integrali yapmak için. Bu, R f/R = 100 ve çürüme süresi sabit ⁇ decay = R f C = 3.3 ms (İkinci değerler için).

Devre Topoloji

1. Giriş AC darbe (e.g., 0.1 μF kapasitelior seride) önceki aşamadan herhangi bir DC dengelemesini engellemek için.
2. Hassasiyet retifier: giriş iki yollara bölünmüştür - bir doğrudan, bir inverted - ve sonra tam dalgalı bir sinyal üretmek için diyotlar aracılığıyla bir araya getirilir.Bu yeniden tanımlanmış sinyal tamponlanır ve sonra bütünleşmek için beslenir.
3. Aktif bütünleme: Tamamlanmış sinyal R. aracılığıyla girişe girer. Çıktı C ve R f geri bildirim ağından sonra alınır. osilasyonu önlemek için, af ampsifikasyonun bir araya gelmesini sağlamak (çoğu değil) Eğer değilse, R f'in yüksek frekanslarda kazanabilmesi için küçük bir kapasitör ekleyin.
4. Çıktı filtreleme: pasif bir RC düşük geçit filtresi (örneğin, R = 100 GU, C = 0.47 μF) herhangi bir oturma taşıyıcıyı kaldırmak için bütünlemeden sonra eklenebilir.

Güç Supply ve Biasing

Artırılmış malzemelerle (±5 V veya ±12 V) hem olumlu hem de olumsuz çıktıların hızlanmasına izin vermek için artırılmış olmalıdır.Tek-kullanıcı operasyon, sinyalin tedarik geriliminin yarısını ele alırsa, ancak her tedarik pimini 0,1 ile karıştırın.

Uygulamalar ve Faydaları

Aktif bütünümlü zarf dedektörleri geniş bir sistem yelpazesinde kullanım bulur:

• [FONT=0]AM Radyo Alıcıları:[Dönetici ve doğrudan dönüşüm alıcıları, zarf detektörü, basit bir diyot detektörü daha yüksek doğrusallık ve duyarlılığı sağlamak için aktif bir bütünleme ile uygulanabilir. Ayrıca otomatik kazanç kontrolü (AGC) entegrasyonuna izin verir.
• [[Dönetici:0) İletişim Test Ekipmanı:[Dönetici:[Döneticileri, spektrum analizörleri ve modulation analizörleri, taşıyıcı gücünü ölçmek için zarf dedektörleri kullanır ve modulation özellikleri.
• [FONT:0) ISSOT:0) ISSS için kullanılan kompresyonlar, limitler ve zarf takipçileri genellikle dinamikleri kontrol etmek için optimizasyona dayalı zarf algılamaya güveniyor.
• [FONT:0)Instrumentation:[[Dönetici: 1 ) Kilitli yükselteçler ve veri satın alma sistemleri, zarf algılama, gürültüyü reddetme sırasında bir modlu sensör sinyalinin amplidüğünü çıkarabilir.

Pasif yöntemler üzerinde af amp bazlı aktif bir bütünleme veya kullanım avantajları şunlardır:

• Geniş bir amplif aralığı üzerinde linear yanıt ( voltlara kadar)
• RC seçimi aracılığıyla zaman sabitleri, saldırı ve çürümeye izin verir.
• Yüksek giriş engellenme, önceki aşamalarda yükleme.
• Lig aynı aşamada eklenebilir ( entegrasyon direncini ayarlayarak).
• Diğer analog bloklarla kolayca kalibre edilir (filler, koaratorlar, ADCs).

Gelişmiş Topics ve Gelişleri

programlanabilir Tümor En Geliştirmek

Dijital güçlüometreler veya geçiş kapasiteleri kullanarak, RC zaman sabiti programlanabilir hale getirilebilir. Bu, zarf dedektörlerinin mikro kontrol altındaki farklı taşıyıcı frekanslarına veya modulation oranlarına uyum sağlamasına olanak sağlar. Örneğin, dijital güçlü birometre (örneğin, AD5292), entegrasyon direncini değiştirebilir ve kapasitörler bir dizi analog anahtarlama seçilebilir.

Peak Tespiti ile entegrasyon

Bazı uygulamalarda, hem olumlu hem de negatif zarf zirvelerini tespit etmek arzu edilir. Çift bir bütünleme devresi, pozitif salaklar ve negatif için biri, tam dalga zarfı çıktısı üretebilir. Alternatif olarak, tek bir bütünleştirici tarafından takip edilen hassas bir tam dalga değiştirici daha basit ve genellikle yeterlidir.

Gürültü Optimizasyon Teknikleri

Çok düşük seviyeli sinyaller (mikrovoltlar), amp ve direniciler tarafından katkıda bulunan gürültüyü kötüye kullandı.Templesyon, düşük direnç kullanarak aynı zaman sabit tutma kapasitesine yol açabilir (örneğin, 10 μF seramik veya film).

Dış bağlantılar için daha fazla okuma için

Daha derin anlayış için, aşağıdaki kaynakları düşünün:

• [0]TI Uygulama Notu: Op Ampor Theory and Applications[Dönetici:0)
• [FONT:0)Analog Cihazları: Hassasiyet Dayanıklılığı Tasarlamaları ve En Geliştirmektörleri ).
• [0]Wikipedia: Operasyonel Amplifier Uygulamaları – bütünleştirici[Dönemli 1]
• [0]Maxim Entegre: Gelişen Prodüksiyon Devreleri AM Demodulation).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Operasyonel yükselteçleri kullanarak aktif bütünleme devreleri, dinamik aralıklar, doğrulama ve ayarlanabilirlik açısından güçlü, esnek bir yöntem sağlar. Başarılı uygulama, yüksek kazanç, lineerlik ve artırılmışlık, gürültü yönetimi ve gerçek devre üstolojiyi kullanarak, mühendisler dinamik aralıklarda, ölçümler, ölçümler, optik işlemsel devreler, analog tasarım açısından, aktif bütünleme veya optik işlemsel işlemsel devreler için dikkatli bir şekilde yapılandırır.