реклама на сайте
подробности

 
 
 
Reply to this topicStart new topic
> Согласование измерительного усилителя с коаксиальным кабелем, на низких частотах
kt368
сообщение Jun 1 2013, 13:31
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 454
Регистрация: 13-10-10
Из: Киев
Пользователь №: 60 135



Здравствуйте!
В ремрнтируемом мною приборе (диапазон частот 20 кГц...500 кГц) увидел вот такой буферный усилитель:
Прикрепленное изображение

Его выход подключается к 50-и омному коаксиальному кабелю, OUT+ к центральной жиле, OUT- - к экрану. Кабель имеет длину около 2-х метров, на конце он нагружен на 50-и омный резистор, с которого снимается сигнал. Так вот, или тот кто до меня пытался отремонтировать сиё чудо убрал конденсатор перед 50-и омным резистором или... В результате этот усилитель имеет в эмиттере второго транзистора не 2,7 кОм, а 2,7 кОм параллельно с 50 ом и погонной емкостью кабеля - до 100 пФ.
Как правильно согласовать выход такого усилителя со входом кабеля, и, соответственно, как правильно согласовать вход следующего каскада с коаксиальным кабелем (на низких частотах, не ВЧ/СВЧ, при которых имеют дело с волновым сопротивлением)?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
kovigor
сообщение Jun 1 2013, 14:01
Сообщение #2


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 5 273
Регистрация: 30-03-10
Пользователь №: 56 295



Цитата(kt368 @ Jun 1 2013, 16:31) *
(диапазон частот 20 кГц...500 кГц)

На таких частотах волна имеет длину во многие сотни метров. У вас двухметровый кусочек кабеля. Подозреваю, что его вполне можно рассматривать не как длинную линию, а как цепь с сосредоточенными параметрами, имеющую сосредоточенные емкость и индуктивность ...
P.S. Согласовать с кабелем ? Посмотрите схему ВЧ - генератора Г4-102 (100 КГц - 50 МГц) ...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jun 1 2013, 14:17
Сообщение #3


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Цитата(kt368 @ Jun 1 2013, 16:31) *
как правильно согласовать вход следующего каскада с коаксиальным кабелем

Как минимум показать его здесь.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
kt368
сообщение Jun 1 2013, 14:40
Сообщение #4


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 454
Регистрация: 13-10-10
Из: Киев
Пользователь №: 60 135



Вот схема приёмного каскада:
Прикрепленное изображение

К нему на вход подключены два коаксиальных кабеля от двух одинаковых усилителей (по вышеприведенной схеме). Это простой дифференциальный усилитель на ОУ. Считаю что нужно просто убрать 50-и омные резисторы на входах и поставить развязывающие конденсаторы последовательно с R6, R7. Правильно?
И ещё, как прикинуть насколько хорошо будет себя вести вышеописанный усилитель на двух транзисторах, если его нагрузить на коаксиальный кабель, по сути - просто на 100 пф емкость? Будет ли корректно просто считать что в эмиттере второго транзистора не 2,7 кОм, а 2.7кОм || 100 пФ конденсатор? Т.е. около вместе 2 кОм на частоте 500 кГц.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jun 1 2013, 15:33
Сообщение #5


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Ку этого составного транзистора минимум 1600, т.е. сейчас без сомнений нарисована работающая схема. Чем она Вас не устраивает?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
kt368
сообщение Jun 1 2013, 15:53
Сообщение #6


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 454
Регистрация: 13-10-10
Из: Киев
Пользователь №: 60 135



А нормально ли, что входной усилитель потребляет 80 мА? Он питается от слабого источника, явно рассчитанного на несколько десятков миллиампер. А тут к от него хотят взять два усилителя по 80 мА, отчего его выходное напряжение падает до 3.4 В (при номинальном 5В), и сигналы на выходе усилителей становятся сильно обрезаны со всех сторон. Когда я убрал эти 50-и омные резисторы и поставил разделительные конденсаторы всё наладилось - ток потреблений 2...3 мА, искажений в сигнале нет, даже при размахе входного сигнала в 3 В.
С 50-и омными резисторами в эмиттере уже при размахе напряжения на входе 200 мВ выходной сигнал сильно искажён.
Да и вообще, каков смысл было ставить в эмиттер 50 Ом на низких частотах? Я его не вижу.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rudy_b
сообщение Jun 1 2013, 19:57
Сообщение #7


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 888
Регистрация: 25-09-08
Из: Питер
Пользователь №: 40 458



Это может оказаться полезным в условиях сильных помех. Но может оказаться и вредным в некоторых случаях. Обычно оптимальная схема работы в кабель - источник тока с согласованием кабеля на приемном конце.

А в простых случаях можно и без 50 Ом обойтись. Но есть одна засада - эмиттерные повторители, нагруженные на емкость, часто начинают возбуждаться на весьма высоких частотах. Поэтому между эмиттером и кабелем полезно поставить резистор, порядка 10 - 100 Ом.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jun 1 2013, 21:17
Сообщение #8


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Цитата(kt368 @ Jun 1 2013, 18:53) *
А нормально ли, что входной усилитель потребляет 80 мА?

С учётом того, что поначалу Вы не озвучили ни амплитуду, ни питание, ни прочие "нормальности", то на таком безрыбье всё абсолютно нормально.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
SmarTrunk
сообщение Jun 2 2013, 10:54
Сообщение #9


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 406
Регистрация: 22-05-11
Из: Москва
Пользователь №: 65 195



Цитата(kt368 @ Jun 1 2013, 17:31) *
В результате этот усилитель имеет в эмиттере второго транзистора не 2,7 кОм, а 2,7 кОм параллельно с 50 ом и погонной емкостью кабеля - до 100 пФ.
Если к выходу коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом подключена нагрузка 50 Ом, то вход кабеля (противоположный конец) будет иметь активное сопротивление 50 Ом, безо всякой ёмкости кабеля.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
kt368
сообщение Jun 2 2013, 12:16
Сообщение #10


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 454
Регистрация: 13-10-10
Из: Киев
Пользователь №: 60 135



Это входной каскад измерителя импеданса биологического объекта. Всего 4 электрода, по двум через объект пропускается переменный ток (амплитуда до 1 мА), а два других являются измерительными - интересует разница их потенциалов. Вот в каждом из измерительных электродов находится такой усилитель. Питаются они от общего параметрического стабилизатора напряжения на КТ815 и стабилитроне, а он, в свою очередь, питается от +12В, через RC-фильтр 100 Ом 1000 мкФ (для уменьшения пульсаций от остальных элементов устройства).
Вот схема:
Прикрепленное изображение

Т.е. можно сделать вывод, что стабилизатор рассчитан на выходной ток не более 50 мА, чтоб на коллекторе стабилизирующего транзистора было хотя бы 7 В. Амплитуда сигналов на входах усилителей - до 1,5 В (т.е. размах до 3 В). Отдельно электроды с усилителями (не подключенные к прибору в котором стоят 50-и омные резисторы на входных разъёмах) сигнал на выходах усилителей "красивый" - гармоник не спектроанализаторе практически не видно. А при подключении этих активных электродов к прибору сигнал на выходе электродов сильно исказился, на вскидку Кг процентов 30.
Выслушайте, пожалуйста мои соображения по поводу необходимости в моём случае согласовывать линию передачи:
Для этого прибора важно чтобы сдвиг фазы сигнала со входа измерительного усилителя на вход дифференциального усилителя была заранее известен, и не зависел от частоты. Это можно реализовать и при согласованной линии передач, и при не согласованной.
1. Для согласования нужно чтоб выходное сопротивление источника сигнала и нагрузка линии были по 50 Ом. А как рассчитать выходное сопротивление вышеприведенной двухтранзисторной схемы?
2. В случае несогласованной ЛП в этой системе будет сдвиг фаз, обусловленный последовательно включенным выходным сопротивлением усилителя и ёмкостью кабеля. Для уменьшения фазового сдвига нужно уменьшить выходное сопротивление источника сигнала. Опять-же подскажите, пожалуйста, как рассчитать выходное сопротивление схемы с ОК.
Заранее спасибо.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 16th June 2025 - 22:36
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01437 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016