Yüksek Frekans Sinyali Yükseltme

[taydin]

Nedir bu sensör?

 

[aknalemdar]

Nedir bu sensör?

Transducer

 

[Ahmet]

Transducer

Sorduğumuz bir marka model neyi neye dönüştürüyor?

 

[aknalemdar]

Nedir bu sensör?

Hocam bide INA103 entegresinde iki sinyal gerekiyor. Bir kademeye normal sinyal diğer kademeye ise sinyalin fazının kaymış halini girmek gerekiyor. Simülasyonda RC ler ile faz kaydırdım ama katlama oranım azaldı.

 

[aknalemdar]

Sensörün datasını attım. Bu bir ultrasonik dönüştürücüdür.

 

[taydin]

Verdiğin bilgiler genel bilgiler olduğu için aldığın cevaplar da mecburen genel cevaplar oluyor. Genel olarak bir sistemin çıkış empedansı şu şekilde ölçülür:

Kapalı kutu bir devrenin giriş ve çıkış empedansları

Bir çok elektronik tasarım, birden fazla alt devrenin birbiri ile değişik şekillerde bağlanmasından oluşur. A alt devresinden B alt devresine en az kayıpla sinyal aktarılabilmesi için, A'nın çıkış empedansı, B'nin giriş empedansına olabildiğince yakın olmalıdır. Buna "empedans uyumu" denir...

mekatronik.org

Ama çıkış empedansı aşırı derecede yüksek ise, o zaman kullanılan ölçü aleti sistemi yükleyebilir ve yanlış ölçüm yapılır.

 

[aknalemdar]

Verdiğin bilgiler genel bilgiler olduğu için aldığın cevaplar da mecburen genel cevaplar oluyor. Genel olarak bir sistemin çıkış empedansı şu şekilde ölçülür:

Kapalı kutu bir devrenin giriş ve çıkış empedansları

Bir çok elektronik tasarım, birden fazla alt devrenin birbiri ile değişik şekillerde bağlanmasından oluşur. A alt devresinden B alt devresine en az kayıpla sinyal aktarılabilmesi için, A'nın çıkış empedansı, B'nin giriş empedansına olabildiğince yakın olmalıdır. Buna "empedans uyumu" denir...

mekatronik.org

Ama çıkış empedansı aşırı derecede yüksek ise, o zaman kullanılan ölçü aleti sistemi yükleyebilir ve yanlış ölçüm yapılır.

Hocam ben en iyisi bunu firmadan öğreneyim. Çünkü ben onlar kadar hassas bir empedans hesabı yapamam anlaşılan.

 

[ckocagil]

Sensörün datasını attım. Bu bir ultrasonik dönüştürücüdür.

Şimdi iş çok daha kolay. Öncelikle görüyoruz ki datasheette çok bir bilgi yok. Mühendisin bu transdüseri nasıl kullanacağını bildiği farz edilmiş.

Ancak aynı işi yapan benzer modül datasheetlerinde daha fazla bilgiye ulaşmak mümkün. "ultrasonic double feed detection transducer" diye aratınca MuRata'nın şu ürününe ulaşıyorum: https://www.murata.com/products/productdata/8797589241886/MASPHFE.pdf

Bu datasheette çok daha fazla bilgi var. Özellikle 9. sayfada (pdf'e göre 10.) transdüserin mesafesi, kare dalgayla sürülmesi ve yansıyan dalganın şekli gösterilmiş. Empedans bilgisi açıkça yok, ama örnek devrede sensör çıkışı hem 8.2k direnç ile grounda bağlanmış, hem de kullanılan op-amp yüksek akım çeken bipolar türden. Demek ki sensör empedansı oldukça düşük. Bu da işleri oldukça kolaylaştırıyor.

Örnek devre sizinkine benzer. 4 aşama yerine 2 aşamalı, her aşamada 33x yükselten 1000x inverting amplifier şeklinde yapılmış. Demek ki hızlı bir op-amp seçsek sizinki de (belki biraz modifikasyon ile) çalışacak. Mesela şu op-amp ile örnek devrenin aynısını yapabilirsiniz: https://www.ozdisan.com/integrated-circuits-ics/linear-ics/amplifiers/MC33272ADR2G

Başka bir alternatif: birkaç transistör ile yükseltme yapabilirsiniz. Çok daha ucuz olur ancak tasarımı op-amp kadar kolay olmaz.

 

[taydin]

Murata devresinde sinyal jeneratöründen sonraki anti paralel diyotların amacı ne acaba?

 

[ckocagil]

Onu ben de anlayamadım. Genelde görüyorum bu şekilde BAV99 kullanıp ESD koruması diyorlar. Bakalım belki bir açıklama buluruz.

 

[Ahmet]

Murata devresinde sinyal jeneratöründen sonraki anti paralel diyotların amacı ne acaba?

16850 eklentisine bak

Tek yapabildiğim yorum sinyalden 0.7 volt kısması.

 

[aknalemdar]

Şimdi iş çok daha kolay. Öncelikle görüyoruz ki datasheette çok bir bilgi yok. Mühendisin bu transdüseri nasıl kullanacağını bildiği farz edilmiş.

Ancak aynı işi yapan benzer modül datasheetlerinde daha fazla bilgiye ulaşmak mümkün. "ultrasonic double feed detection transducer" diye aratınca MuRata'nın şu ürününe ulaşıyorum: https://www.murata.com/products/productdata/8797589241886/MASPHFE.pdf

Bu datasheette çok daha fazla bilgi var. Özellikle 9. sayfada (pdf'e göre 10.) transdüserin mesafesi, kare dalgayla sürülmesi ve yansıyan dalganın şekli gösterilmiş. Empedans bilgisi açıkça yok, ama örnek devrede sensör çıkışı hem 8.2k direnç ile grounda bağlanmış, hem de kullanılan op-amp yüksek akım çeken bipolar türden. Demek ki sensör empedansı oldukça düşük. Bu da işleri oldukça kolaylaştırıyor.

Örnek devre sizinkine benzer. 4 aşama yerine 2 aşamalı, her aşamada 33x yükselten 1000x inverting amplifier şeklinde yapılmış. Demek ki hızlı bir op-amp seçsek sizinki de (belki biraz modifikasyon ile) çalışacak. Mesela şu op-amp ile örnek devrenin aynısını yapabilirsiniz: https://www.ozdisan.com/integrated-circuits-ics/linear-ics/amplifiers/MC33272ADR2G

Başka bir alternatif: birkaç transistör ile yükseltme yapabilirsiniz. Çok daha ucuz olur ancak tasarımı op-amp kadar kolay olmaz.

Bununla ilgilenip buraya atacağım. Şuanda elimdeki devrede bizzat diyotları denedim. BAV99 yerine SD101A ve BAT54 diyotlarıyla deneme yaptım. Hiçbir değişikliğe rastlamadım. Diyotların sinyali güçlendirmek için konulduğunu düşünüyorum.

 

[aknalemdar]

Arkadaşlar kafama takılan bir diğer soru; opamplarda band genişliği tam olarak neyi etkiliyor. Evet frekans yükseldikçe band genişliğininde fazla olması gerekmekte bunu biliyorum. Ama bunun bir hesabı var mı? Datalarda bir formülede rastlamadım.

 

[ckocagil]

Arkadaşlar kafama takılan bir diğer soru; opamplarda band genişliği tam olarak neyi etkiliyor. Evet frekans yükseldikçe band genişliğininde fazla olması gerekmekte bunu biliyorum. Ama bunun bir hesabı var mı? Datalarda bir formülede rastlamadım.

O değerin ismi "Gain-Bandwidth product" yani "yükseltme oranı çarpı bant genişliği". Örneğin GBW = 2 MHz bir op-amp ile 10 kat yükseltme yaparak en fazla 200 KHz sinyal işleyebiliriz.

 

[aknalemdar]

O değerin ismi "Gain-Bandwidth product" yani "yükseltme oranı çarpı bant genişliği". Örneğin GBW = 2 MHz bir op-amp ile 10 kat yükseltme yaparak en fazla 200 KHz sinyal işleyebiliriz.

Anladım çok sağolun. O zaman benim 300 kHz sinyalimi 1000 kat katlamam için en az 300 MHz band genişliğine sahip opamp almam gerekmez mi? Attığınız opamplar işimi görür mü?

 

[aknalemdar]

MAX414 28 MHz düşük gürültülü opamp ile ekte gösterilen devreyi kurdum. Simülasyonda uV seviyesinde istediğim analog değeri elde ettim. Opampında düşük gürültü özelliği de var. Bu opampı sipariş etmeyi düşünüyorum. Galiba benim istediğim 300 kHz' lik sinyal için uV seviylerini katlayabilecek güçte bir opamp. Düşüncelerinizi paylaşırsanız sevinirim. Alıp almamakta kararsızım. Çok uygun birşey değil çünkü. Denemek için almayı düşünüyorum şimdilik.

 

[ckocagil]

Sizin kısıtlamalarınız ne onu bilmediğimiz için tercihi yine sizin yapmanız lazım. Eğer zamanınız kısıtlı ve bütçeniz kısıtsızsa üreticinin referans devresinden şaşmadan MAX414 kullanabilirsiniz. Bütçeden kısmanız gerekiyorsa alternatif op-amplar önerebiliriz. Daha da kısmak istiyorsanız 2 katlı yerine 4 katlı yapıyı başka op-amplar ile deneyebilirsiniz. Veya transistörlü yükselteç tasarlarız, onu denersiniz.

Projeyi ne için yaptığınız önemli. Şirket ar-gesi için başka, üni projesi için başka, düşük sayıda üretim için başka, yüksek sayıda üretim için başka ihtiyaçlar olacaktır.