Чувствительный амплитудный детектор Опции

[BARS_]

Доброго времени суток. Есть антенна и плата накачки. Работает довольно просто, антенна вгоняется в резонанс с контуром на плате (трансформатор и драйвер на MOSFET) и в итоге при 18В питания на антенне амплитуда за 300В. Требуется принимать на эту антенну сигнал RFID метки (карточка), частота 134.2КГц. Вся проблема в том, что плата заточена под FSK, а у меток ASK. Для приема нужен хороший амплитудный детектор. Делал для проверки вот такую схему:

Модуляцию видно, но пока расстояние между меткой и антенной не превышает примерно 0,5м. Далее сигнал теряется. Т.к. в подобных схемах не очень силен, то прошу помощи. Как выглядит схема хорошего детектора? При этом ее влияние на контур должно быть минимальным, чтобы не сбивать резонанс. Что посоветуете?

[V_G]

Можно сделать на операционнике, но для начала попробуйте диод Шоттки, может и не надо дальше двигаться?
Плюс непонятна схема накачки, здесь она должна давать нулевой потенциал на постоянке, это условие соблюдается?

[VCO]

Модуляцию видно, но пока расстояние между меткой и антенной не превышает примерно 0,5м. Далее сигнал теряется. Т.к. в подобных схемах не очень силен, то прошу помощи. Как выглядит схема хорошего детектора? При этом ее влияние на контур должно быть минимальным, чтобы не сбивать резонанс. Что посоветуете?

АД на диоде Шоттки 1N5817 производста ON Semiconductor. У него получилось минимальное падение напряжения на диоде.

Пробовал другие диоды, а также диоды 1N5817 от других производителей - падение было слишком большим.

[Redcrusader]

[/quote]
А как анод диода (как течет ток) замыкается на общий?
Через цепь Накачки?
Лучше поставить еще один диод в выпрямителе. Анод на общий, катод на анод последовательного диода.

[Owl_]

Частоты не высокие, можно сделать активный выпрямитель. Хоровиц & Хилл "Искусство схемотехники" глава 4.10 и 4.18.

[VCO]

Частоты не высокие, можно сделать активный выпрямитель. Хоровиц & Хилл "Искусство схемотехники" глава 4.10 и 4.18.

Как выяснилось в другой теме, заменить диод на более подходящий проще, чем городить новую схемотехнику.

[Owl_]

Как выяснилось в другой теме, заменить диод на более подходящий проще, чем городить новую схемотехнику.

Согласен, но мы же не ищем простых путей.

[BARS_]

Да разные диоды пробовал. И с двумя диодами детектор делал. Дальность не меняется практически. Вся проблема в том, что на антенне до 380В, а модуляция там вряд ли 1В достигает. И на диоде давится полезный сигнал. Может стоит вторую антенну сделать и с нее сигнал снимать?

Можно сделать на операционнике, но для начала попробуйте диод Шоттки, может и не надо дальше двигаться?
Плюс непонятна схема накачки, здесь она должна давать нулевой потенциал на постоянке, это условие соблюдается?

А как снизить уровень и не потерять модуляцию? Диод сейчас 1N4937 стоит. А можно подробнее про потенциал?

Сообщение отредактировал BARS_ - Jun 30 2016, 10:31

[VCO]

Да разные диоды пробовал. И с двумя диодами детектор делал. Дальность не меняется практически. Вся проблема в том, что на антенне до 380В, а модуляция там вряд ли 1В достигает. И на диоде давится полезный сигнал...Диод сейчас 1N4937 стоит.

Ну дык всё-таки, сравните его характеристики с 1N5817. У этого прямое падение на 1.2 В, а у того на малых токах менее 0.1 В.
Вы точно пробовали диод Шоттки ставить?

Второй момент - отсутствие смещения до детектирования. Если организовать смещение по постоянному напряжению, сильно полегчает.

[BARS_]

Шоттки еще не пробовал, смущает низкое обратное напряжение, все таки на него 300В приходит. А можно подробнее про смещение? Мне дальность метров до полутора максимум увеличить и хватит =)

[VCO]

Шоттки еще не пробовал, смущает низкое обратное напряжение, все таки на него 300В приходит.

Там на аноде точно 300 В есть? И не сгорел?

А можно подробнее про смещение? Мне дальность метров до полутора максимум увеличить и хватит =)

Если детектировать не переменку, а постоянку+переменку, то напряжение смещения на диоде нивелируется.

[BARS_]

Вся проблема в том, что есть. Может до 380В быть, когда антенна в резонансе. Потому и ставлю высковольтные диоды. В этом вся проблема и есть, что на фоне такого напряжения модуляция теряется. А как реализовать детектирование переменки+постоянки?

Сообщение отредактировал BARS_ - Jun 30 2016, 14:39

[serega_sh____]

Вся проблема в том, что есть. Может до 380В быть. когда антенна в резонансе. Потому и ставлю высковольтные диоды. В этом вся проблема и есть, что на фоне такого напряжения модуляция теряется. А как реализовать детектирование переменки+постоянки?

а это чем плохо?
http://www.hpl.hp.com/hpjournal/95dec/dec95a12.pdf
http://cdn.macom.com/applicationnotes/AG314.pdf
http://www.skyworksinc.com/uploads/documents/200826A.pdf
http://www.avagotech.com/docs/5954-2079

Просто на тех диодах которые вы выбрали. Во второе плечо операционника можно поставить точно такую же схему для термокомпенсации.

[Guest_TSerg_*]

В этом вся проблема и есть, что на фоне такого напряжения модуляция теряется.

При трансформации напряжения/сопротивления индекс модуляции не изменяется.

[Guest_TSerg_*]

rpt del.

[VCO]

Вся проблема в том, что есть. Может до 380В быть, когда антенна в резонансе.

Я так наивно полагал, что ~380 В должны быть в том плече антенны, где есть вход "Накачка", а на аноде должен быть потенциал, близкий амплитудной составляющей. А оно вона как. Странно...

А как реализовать детектирование переменки+постоянки?

То, что прибавили, потом можно отнять на операционнике по схеме сумматора с учётом компенсации падения на диоде 1.2 В.

[BARS_]

Немного обманул. 380В на клеммах антенны. А на точке съема сигнала относительно GND амплитуда до 80В. В смысле прибавить до диода?

[VCO]

А на точке съема сигнала относительно GND амплитуда до 80В.

Ну пускай 80, хотя тоже чуднО. Уже можно подумать о диоде Шоттки.

В смысле прибавить до диода?

Ну да, обычным сумматором на резисторах. Но пока не надо.
Мне стало не понятно, что там за сигнал, и почему низкая чувствительность.
А можете записать осциллограммы по постоянке и переменке?

[BARS_]

Да обычный синус 134,2КГц, ровный и красивый. Модуляцию на нем осцилл не видит без детектора, уровень мал очень по отношению к амплитуде синуса. Получается, что синус 80В, а модуляция пол вольта, вот ее и не видно. Метка то слабенькая, карточка обычная. На самой метке смотрел сигнал, так она метров с 2 отвечать начинает, поймать бы это только. Да, попробовал поставить 1N5819, так с ним модуляция вообще еле видна, даже когда метка в упор. Думал, может смеситель попробовать? Опорную частоту есть где взять, с генератора схемы. Только не могу схему до конца придумать.

[VCO]

Да, попробовал поставить 1N5819, так с ним модуляция вообще еле видна, даже когда метка в упор.

Так он жеж сгорел, получается, потому и не выпрямляет вообще.

Думал, может смеситель попробовать? Опорную частоту есть где взять, с генератора схемы. Только не могу схему до конца придумать.

Так ведь тут дело скорее всего в отсутствии усиления после детектора и разделительного конденсатора, а не в диоде.

И зачем смеситель, я не понимаю. Скорее тут был бы полезен пассивный делитель напряжения перед активным амплитудным детектором, но и без них можно.

[Guest_TSerg_*]

Вообще непонятно - на ровном месте искать и находить какие-то проблемы.
- обычный пассивный детектор;
- тип диода при несущей 80 В практически некритичен;
- фильтр НЧ после детектора;
- триггер Шмитта с нужным порогом срабатывания.

[BARS_]

Так рабочий он, в том то и дело. Я амплитуду скинул малость на антенне. Усиление оно понятно, но смотрел осциллом 100мВ на деление Сейчас детектор такой:


ФНЧ на чуть выше 4КГц же нужен? Триггер в принципе не нужен, потом сигнал планируется на АЦП завести, поэтому хватит буквально 5-10мВ модуляции.

[Guest_TSerg_*]

Вы хотите с 5 mV модуляционного сигнала разбираться через АЦП?
Ну-ну..

P.S.
И откуда 5-10 мВ, если у Вас исходный уровень модуляции 0.5 В?

[VCO]

Триггер в принципе не нужен, потом сигнал планируется на АЦП завести, поэтому хватит буквально 5-10мВ модуляции.

После АД нужен активный ФНЧ с коэффициентом усиления 10. Далее перед АЦП защитный ограничитель, если нет встроенного.

Триггер Шмидта действительно не нужен, так как растояние меняется, а его гистерезис - нет. Простенькая ЦОС здесь актуальнее.

[BARS_]

Вы хотите с 5 mV модуляционного сигнала разбираться через АЦП?
Ну-ну..

P.S.
И откуда 5-10 мВ, если у Вас исходный уровень модуляции 0.5 В?

Я понятия не имею, какой там уровень, осцилл его не видит без детектора. Плюс с увеличением расстояния он будет падать. А чем плохо АЦП брать уровень 10мВ? С этим даже 10бит АЦП справится без проблем. Уровень это довольно приличный. Лишь бы скорости преобразования хватало.

После АД нужен активный ФНЧ с коэффициентом усиления 10. Далее перед АЦП защитный ограничитель, если нет встроенного.

Триггер Шмидта действительно не нужен, так как растояние меняется, а его гистерезис - нет. Простенькая ЦОС здесь актуальнее.

А какая схема будет наиболее подходящей?

[Guest_TSerg_*]

Наконец начались вопросы, а то были все догадки.

Так, глядишь, до нормального приемника и дойдем.

[BARS_]

Хотелось бы Заодно подучу это раздел электорники

Еще вопрос, как правильно подобрать кондер после диода?

[Guest_TSerg_*]

Хотелось бы Заодно подучу это раздел электорники

Надо вопросы учиться задавать правильно, а не вываливать в кучу второстепенные детали.
И учиться надо по учебникам, а не на форумах.
Здесь лекции о работе амплитудного детектора вряд ли кто-то читать не будет.

P.S.
Под делу уже все сказано разными отвечающими.
Если Вы не знаете параметров сигнала, то Вам тут тоже никто не поможет.
Любой приемник проектируется на минимальный и максимальный уровни сигнала.
С этого и надо начинать, а то договоритесь, что интересуют микровольтные уровни при несущей в 100 В.
Если 10р АЦП имеет Uref = 5 В, то мзр = 5 мВ.
И что, будем изображать тут "примитивную ЦОС"?

Еще вопрос, как правильно подобрать кондер после диода?

гуголь "расчет диодного амплитудного детектора"

Если без объяснений, то
Rн * Сн = sqrt( 1-m^2)/(m*w)
m - коэф. модуляции
w - наивысшая модулирующая частота

[BARS_]

Ну а как мне узнать минимальный и максимальный уровни? Пока АЦП не суть, сейчас задача получить уровни модуляции хотя бы 10 мВ на расстоянии метр-полтора от антенны. Как и их буду потом распознавать уже другой вопрос, с этим проблем не будет. Проблема принять...

[VCO]

Если 10р АЦП имеет Uref = 5 В, то мзр = 5 мВ.
И что, будем изображать тут "примитивную ЦОС"?

После усиления в 10 Раз получим 50 мВ.
Почему простенькая ЦОС? Да потому, что на антенне 380 В, а параметры сигнала, который должны получить - известны.


Встроенный 10-разрядный АЦП с ИОН=Vcc=5В не подойдёт, наверняка там помех много. Да и пару разрядов надо сразу усреднять-округлять.
Лучше взять внешний 12-16-разрядный со встроенным ИОН. Они сейчас недорогие и имеют хорошие характеристики.


Активный ФНЧ на ОУ можно рассчитать в любом схемотехническом симуляторе или в специализированной программе, коих море.

Такие можно бесплатно скачать на сайтах Linear Technologie, Microchip и т.д. Возьмите ещё на вооружение LTspice и NuHerz Filter Solution.

А какая схема будет наиболее подходящей?

ФНЧ имени Баттерворта

Ну а как мне узнать минимальный и максимальный уровни?

Подключить вышеуказанный к выходу детектора и измерить осциллографом.

[Guest_TSerg_*]

После усиления в 10 Раз получим 50 мВ.

Встроенный 10-разрядный АЦП с ИОН=Vcc=5В не подойдёт, наверняка там помех много. Да и пару разрядов надо сразу усреднять-округлять.
...

Да это не к Вам пост был. Мне-то здесь все понятно.
Написал, чтобы ТС задумался, но у него это пока плохо получается, поскольку он собирался напрямую работать с сигналом 5-10 мВ через АЦП.

[BARS_]

После усиления в 10 Раз получим 50 мВ.
Почему простенькая ЦОС? Да потому, что на антенне 380 В, а параметры сигнала, который должны получить - известны.


Встроенный 10-разрядный АЦП с ИОН=Vcc=5В не подойдёт, наверняка там помех много. Да и пару разрядов надо сразу усреднять-округлять.
Лучше взять внешний 12-16-разрядный со встроенным ИОН. Они сейчас недорогие и имеют хорошие характеристики.


Активный ФНЧ на ОУ можно рассчитать в любом схемотехническом симуляторе или в специализированной программе, коих море.

Такие можно бесплатно скачать на сайтах Linear Technologie, Microchip и т.д. Возьмите ещё на вооружение LTspice и NuHerz Filter Solution.

ФНЧ имени Баттерворта

Посчитал в солюшене, но что он не хочет работать, как положено. До него хоть какая-то модуляция есть, а после него тишина

[Guest_TSerg_*]

Ну а как мне узнать минимальный и максимальный уровни?

Сделать нормирующий усилитель не судьба?

[BARS_]

Да это не к Вам пост был. Мне-то здесь все понятно.
Написал, чтобы ТС задумался, но у него это пока плохо получается, поскольку он собирался напрямую работать с сигналом 5-10 мВ через АЦП.

Ясен пень, что там будет не копеечная АЦП и не 10 бит. И совершенно очевидно, что питание будет сделано по уму. Вот только я не пойму, чем же вас 10мВ на входе АЦП удивляют? Вы с этими самыми АЦП работали? А как же по вашему работают с теми же измерителями тока или термодатчиками,у которых выход 10мВ на градус или ампер? При этом без усилителей. А тут все еще проще, мне всего лишь надо увидеть разницу между предыдущим состоянием входа АЦП и текущим. АЦП 12 бит тут с головой хватит даже без усилителя, а с ним и 8 бит достаточно будет. Только у меня вопрос НЕ про АЦП, а про прием. Когда есть, что оцифровывать, оцифровать не проблема.

[Guest_TSerg_*]

Посчитал в солюшене, но что он не хочет работать,

На солюшен пока никто не жаловался.

[BARS_]

Сделать нормирующий усилитель не судьба?

А что я ему на вход подам? 80В много, а через делитель подать, так он и модуляцию прибьет до мизерных уровней...

На солюшен пока никто не жаловался.

Это понятно, программа отличная. Только я может ввел не то что-то?

[Guest_TSerg_*]

Ясен пень, что там будет не копеечная АЦП и не 10 бит.

Выше Вы говорили другое.

Вот только я не пойму, чем же вас 10мВ на входе АЦП удивляют? Вы с этими самыми АЦП работали?

Работал уже тогда, когда Вас еще проекте не было.

А как же по вашему работают с теми же измерителями тока или термодатчиками,у которых выход 10мВ на градус или ампер?

В измерительной технике (не кустарщине с сахары) никто не подает сигнал макс. уровнем 10 мВ при шкале, скажем 5 В. Сигнал усиливают, если Вам это не было известно.

мне всего лишь надо увидеть разницу между предыдущим состоянием входа АЦП и текущим.

Ну вот, а VCO тут распинался о "простенькой" ЦОС, а тут даже просто режим компаратора. И зачем тогда АЦП?

Это понятно, программа отличная. Только я может ввел не то что-то?

Симулируйте, а также проверьте реальную частоту вашего модулирующего сигнала. Мало ли.

А что я ему на вход подам? 80В много, а через делитель подать, так он и модуляцию прибьет до мизерных уровней...

О диодных, к примеру, ограничителях - ничего не слышали? Вам уже это советовали здесь.
Да и какие 80 В после детектора? Там будут Ваши 1 В и менее.

P.S.

На каком курсе-то? Неужели диплом?

[BARS_]

В измерительной технике (не кустарщине с сахары) никто не подает сигнал макс. уровнем 10 мВ при шкале, скажем 5 В. Сигнал усиливают, если Вам это не было известно.

Датчик тока, при нулевом токе имеет 2.5В (половина питания) на выходе. Максимальный ток 25А. Разрешение - 100мВ при 1А. И что вы собрались усиливать? Максимальный то либо 0В, либо 5В. Как раз и надо подавать прямо на вход АЦП. И таких датчиков тока масса. С температурой ситуация чуть лучше, у него может быть вольта 3 на выходе при максимуме температуры. Тоже особо не усилить, разве что используется не весь диапазон температуры. Десятки милливольт совершенно нормальные уровни для АЦП.

Нет, не диплом. Свои дипломы я давно сдал. Просто есть железо и есть интерес сделать, т.к. таким никогда не занимался

Сообщение отредактировал BARS_ - Jul 1 2016, 14:30

[Guest_TSerg_*]

У Вас каша в голове. То Вы собрались работать с сигналом 5-10 мВ без усилителя, то у Вас совсем другие цифры и датчики интеллектуальные.. Впрочем, Ваше дело.
Все, что можно сказать для Вашего случая, уже сказано.

[BARS_]

Какие еще интеллектуальные датчики? О чем вы?

[Guest_TSerg_*]

То, что Вы должны получить в итоге, если правильно применить рекомендации, что давали советчики Вам выше.

№1
Черный график - остатки несущей на выходе детектора + практически "невидимая" модуляция
Параметры:
- несущая 80 В, 150 кГц;
- модуляция 5 мВ, 4 кГц.


Красный график - то, что можно подавать на АЦП ( компаратор ) MCU.

№2
То же самое, при уровне модуляции 1 В.

[VCO]

Ну вот, а VCO тут распинался о "простенькой" ЦОС, а тут даже просто режим компаратора. И зачем тогда АЦП?

Вопрос тоже не ко мне, но отвечу:
Так как пока нету ясности с тем, что потребуется для обработки сигнала - триггер Шмидта, компаратор с программируемым гистерезисом или ещё что, АЦП является универсальным устройством, реализующим любую из функций. Потребуется ли какая-то элементарная ЦОС - это выяснится по ходу.