Синхронный детектор с удвоением напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Приводится схема двухполупериодного синхронного детектора с удвоением напряжения, позволяющая с использованием одной микросхемы детектировать обе ортогональные компоненты гармонического сигнала.

Синхронный детектор позволяет получить информацию об амплитуде и фазе принимаемого сигнала, а также подавить сопутствующие помехи [1]. По этой причине многообразные разновидности синхронных детекторов широко применяются в современной технике. Вместе с тем, применение неудачного варианта синхронного детектора может воспрепятствовать получению ожидаемых результатов.

Прежде всего, следует предостеречь от применения однополупериодного синхронного детектора [2]. На рис 1 показана его схема.

Рис. 1

Он состоит из электронного (или механического) ключа Кл и простейшего фильтра нижних частот RC, причем роль резистора R чаще всего выполняет внутреннее сопротивление источника входного сигнала и открытого ключа.

Рис. 2 иллюстрирует его работу и не требует пояснений. Изъян такого детектора проявляется при наличии во входном напряжении Евх, наряду с полезным сигналом, переменного напряжения с частотой, много меньшей частоты полезного сигнала (например, инфранизкочастотных шумов входного каскада).

Рис. 2

На рис. 3 изображена положительная полуволна такого напряжения.

Рис. 3

Как видно из рисунка, напряжение помехи практически беспрепятственно проходит через однополупериодный синхронный детектор, лишая его частотной избирательности.

Двухполупериодный синхронный детектор осуществляет инверсию четных или нечетных полупериодов входного сигнала [3] с их последующим суммированием. При этом не только повышается коэффициент преобразования полезного сигнала (рис. 4), но и устраняются помехи от низкочастотных (относительно сигнала) напряжений, как показано на рис. 5.

Рис. 4

Рис. 5

Существует множество разновидностей опубликованных схем двухполупериодных синхронных детекторов [3-5]. Как правило, это дифференциальный операционный усилитель с поочередной подачей полупериодов детектируемого сигнала на инвертирующий и неинвертирующий входы, осуществляемой электронными ключами. Таким образом, для детектирования одной компоненты полезного сигнала требуется микросхема операционного усилителя и микросхема аналогового ключа (или дискретные полевые транзисторы), не считая многочисленных резисторов и конденсаторов ("обвязки").

Автор предлагает для использования более простую и эффективную схему двухполупериодного синхронного детектора с удвоением напряжения. Она базируется на широко известной схеме двухполупериодного диодного выпрямителя с удвоением напряжения [6], в которой выпрямительные диоды заменены электронными ключами. Несмотря на тривиальность такого схемотехнического решения (рис 6), оно не встречалось в известной автору литературе.

Рис. 6

Здесь в нечетные полупериоды полезного сигнала происходит заряд конденсатора Спосл до его амплитудного значения, а в четные - полезный сигнал, в сумме с полученным зарядом, поступает на выход устройства. На рис. 7 показан пример реализации двухполупериодного синхронного детектора с удвоением напряжения, детектирующего синфазную и квадратурную компоненты полезного сигнала на одной микросхеме аналогового переключателя К561КП1 (зарубежный аналог - микросхема CD4052BC).

Рис. 7

Коммутирующие напряжения с частотой полезного сигнала f и удвоенной частотой 2f обычно нетрудно получить с помощью синтезатора частот или микроконтроллера.

Предложенный детектор использовался в десятках магнитометров и металлодетекторов при частотах от десятков герц до десятков килогерц и хорошо себя зарекомендовал.

Литература

1. Ж. Макс. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях, т. 2. - М.: Мир, 1983.
2. В. А. Богденко. Феррозондовый магнитометр с миниатюрным датчиком. Приборы и техника эксперимента, 1993, № 3, с 157-160.
3. Г. Петин. Ключевой синхронный детектор. Схемотехника, № 3,2003, с. 14-15.
4. В. С. Гутников. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат, 1988.
5. А. И. Щедрин. Новые металлоискатели для поисков кладов и реликвий. - М.: Горячая линия-Телеком, 2003.
6. А. А. Куликовский (ред.). Справочник радиолюбителя. - М.: ГЭИ, 1961.

Автор: Ю.Реутов, г.Екатеринбург

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Случайная новость из Архива ADS8688 - многоканальный SAR АЦП для измерения биполярного сигнала 26.06.2015 Новый SAR АЦП ADS8688, выпущенный компанией Texas Instruments, будет интересен для использования в применениях промышленной автоматики, где необходимо обеспечить измерение биполярного входного аналогового сигнала при однополярном (+5 В) питании системы. ADS8688 представляет собой 16-битный 8-ми канальный АЦП последовательного приближения (SAR), обеспечивающий возможность измерения сигнала со скоростью до 500 квыб/с. Микросхема является полноценным входным аналоговым трактом с защитой каждого входа от перенапряжения 20 В. Встроенный 8-ми канальный мультиплексор позволяет реализовать измерения по каждому каналу как в автоматическом так и ручном режиме. При напряжении питания 5 В микросхема обеспечивает возможность измерения входного сигнала в диапазоне: +-10,24 В, +-5,12 В, и +-2,56 В, либо: 0...10,24 В и 0...5,12 В по каждому каналу. Входной диапазон задается программированием внутренних регистров независимо для каждого канала. При этом, вне зависимости от выбранного входного диапазона, обеспечивается входное сопротивление 1 МОм. В ADS8688 интегрированы все необходимые для предварительной обработки сигнала узлы: усилитель, источник опорного напряжения, АЦП. При этом обеспечивается достаточная точность измерения, которая достигается за счет малой ошибки усиления 0.5% и малой величины дрейфа встроенного источника опорного напряжения. Для тех случаев, когда необходимо получить температурную стабильность источника опорного напряжения лучше чем 10 ppm/C есть возможность подключить внешний ИОН. Широкий диапазон напряжений питания цифровой части АЦП от 1,65 В до 5,25 В дает возможность использовать его с различными микроконтроллерами. Для коммуникации с внешним микроконтроллером в АЦП используется SPI интерфейс. Микросхема выполнена в TSSOP корпусе и предназначена для работы в диапазоне температур от -40 до +125°С. Основные характеристики: Тип преобразования: последовательное приближение (SAR); Разрядность: 16-бит; Количество входных каналов: 8; Максимальный диапазон входных напряжений: +-10,24 В; Напряжение питания: электропитание аналоговых цепей (AVdd) от 4,75 В до 5 В; электропитание цифровых цепей (DVdd) от 1,65 В до AVdd; Входное сопротивление: 1 МОм; Возможность последовательного подключения - Daisy chain; Защита входов от перенапряжения: 20 В; Встроенный ИОН: 4,096 В; Дрейф встроенного ИОН: 10ppm/C; Диапазон рабочих температур: -40...125°C.

Другие интересные новости:

▪ Intel: прорыв в фотонике

▪ Стволовые клетки из пробирки

▪ 32-Гбит ReRAM-чип

▪ Нанотехнология против комаров

▪ Самая быстрая компьютерная мышь

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дом, приусадебное хозяйство, хобби. Подборка статей

▪ статья Лучших дней воспоминания. Крылатое выражение

▪ статья Сколько лет шашкам? Подробный ответ

▪ статья Повязки на голову. Медицинская помощь

▪ статья Датчик отключения сети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электронный выключатель защищает аккумуляторную батарею. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026