Trávoměr 6. aneb asi beru diody zase na milost

1. března 2012 v 2:20 | Petr |  Elektro
Dnešní reklama vám bez výčitek svědomí prodá i zvratky bezdomovce jako - "kvalitní organický materiál s přirozeně kyselým pH" - proto si pořád dokola opakuju citát z fejetonu Karla Čapka - "dobrý je lepší než nejlepší" - v souvislosti s elektronikou by se dalo poněkud modifikovat na "jednoduchý je složitejší než složitý" aneb - není problém vyrobit šílený řetěz, kde notebook přes USB port a FTDI a ARM a AVR a Solid state relay nahrazuje tlačítko - a dokonce to můžete přihlásit jako diplomku a stát se stímhle bazmekem inženýrem, ale mého obdivu tím získáte právě tolik jako ten zvracející bezdomovec, protože osciloskop kde jeden tranzistor slouží jako vertikální zesilovač i jak generátor pily pro horizontální zesilovač - ten vyšel v amaru v 70 letech kdy inženýři ještě uměli více než jen klikat a lepit k sobě katalogová zapojení ....

Tedy pro ty co nečtou tento román na pokračování - vyrábím refelexní spektrofotometr, který na 4 vlnových délkách bude velice přesně a nezávisle na okolním osvětlení měřit odrazivost materiálu na který bude namířen. Abych nezastrašil blonďaté čtenářky a taky protože hlavním smyslem této konstrukce bude rozlišit trávu od cesty v parku nazval jsem tu věc Trávoměr ....

V předminulém díle jsem řešil otázku jak udělat logaritmický zesilovač který bude schopen pracovat na 10.7 MHz a nepoužít přitom nic co se nedá koupit do 10 kč v GM Electronicu. Nakonec to dopadlo takto:
vysvětlení si přečtěte v předminulém díle - kaskáda zesilovačů přechází postupně do saturace a sečtením jejich signálu vzniká potřebná logaritmická odezva - na obrázku je to docela pěkně vidět.
Takže jsem zahájil obvyklou proceduru - to jest "postavení obvodu v simulátoru"
A pak i na desce. Ne že by fungoval tak špatně, ale přece jenom "dobrý je lepší než nejlepší" a temhle zase tak dobrý nebyl celkem ze 3 důvodů
1. Abyste měli logaritmickou odezvu aspoň trochu slušnou musíte mít docela přesně nastavené zesílení každého stupně - mně vycházelo 6.1 a už s 6.8 se mi poslední stupeň dostával do saturace dříve než měl - tudíž jakoby tam nebyl - že bych zrovna kvůli toho kupoval odpory v řadě E24 - neodpovídá mé filosofii "vše koupím v GME"
2. povšimněte si že sudé a liché stupně - tedy ty které jsou vzájemně neinvertující (se stejnou fází) jsou přes odpory R11 až 16 vlastně spojeny napříč zesilovačem - tak jsem horoval proti špatnému oddělení jednotlivých invertorů a teď je musím pospojovat odpory - tudíž i vzhledem k obrovskému zesílení a nepřesnosti fází jednotlivých stupňů, mělo zapojení tendenci kmitat - a navíc dosti nevypočitatelně - s jedním IO z krabičky bylo stabilní jako skála a s druhým vůbec (a to byly oba 74HC04)
3. A to je vlastně nejzávažnější - tato logaritmická kaskáda je přece jenom trošku monstrum - na jeden kanál 30 pasivních součástek - protože potřebuju postavit minimálně 3 ale lépe 4-8 kanálů dostávám se k dosti velkému pytlíku součástek - za pár šupů - ale zejména k velké ploše DPS a velké šanci nějakého "blonďatého radioamatéra" to zmršit až to bude stavět "podle Amára".

Takže jsem potřeboval extrémně citlivý, extrémně nízkošumový, extrémně laciný, obvod ze součástek co má každý doma v šuplíku a navíc blbuvzdorný - asi jako když strýc František ze Saturnina vařil mýdlo. Po dlaším týdnu porodních bolestí jsem nakonec vytlačil tohle :
Zdá se vám to složité - ale to není jen logaritmický zesilovač to je celý trávoměr od transimpedančního zesilovače U1, přes keramický filtr X1, logaritmický zesilovač, který má dva stupně U2 a U4 a oba jdou do směšovače (není zakreslen), kde se pak od sebe na nízké frekvenci odečtou normálním operačním zesilovačem - tím se signály obou stupňů de facto sečtou a navíc se potlačí zbytky spínací frekvence při mixování.

Linearita tohodle zapojení zdaleka není taková jako u zesilovací kaskády, ale 80 dB se značným přimhouřením zvládne (tedy proudy fotodiodou od 1 nA do 10 uA). Další stupeň bude osvědčený mixér se 4066 - takže úplný kamarád s diodami ještě nejsem.

V dalších odstavcích měla následovat óda nad vlastnostmi logaritmického zesilovače s diodami, ale nebude - problém diod a obecně problém logaritmických zesilovačů, které používají PN přechod je to že fáze výstupního signálu se nepatrně mění s amplitudou. To nevadí u měření síly signálu, ale je to smrtelné pro měření vzdálenosti na principu zpoždění odraženého světelného signálu - a na já si mezitím na tuto "vedlejší featuru" trávoměru zvykl natolik, že ji nechci jen tak opustit.

Nechávám čtenáře v napětí - příští díl bude relativně pozdě, ale o to bude zajímavější.

Tradiční rada blondýnám, co dočetly až sem? Muži jsou naivní a většina bude opravdu věřit, že neslušné pyžamko jste si koupila, abyste mu mohla udělat striptýz - takže hrr s jeho kartou do Orsay.

Těšte se děcka - ještě 100 dílů a máme hotovo ;-)))....
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama