يلتقط مكبر للصوت أجهزة IoT إشارة المستوى المنخفض
الهالوجين الحرة مصنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الصين
تحتاج هذه الإشارات ذات المستوى المنخفض إلى التقاطها وتضخيمها بدقة قبل إجراء مزيد من المعالجة لتحقيق مستويات متوافقة مع محول المعالجات الرقمية إلى المعالج (ADC) دون إزاحة التيار المستمر والضوضاء. وبالمثل ، فإن استخدام تحويلة جانبية عالية الجهد للاستشعار الحالي يتطلب مضخماً لا يحتوي على مدخل مرجعي أرضي ويمكنه مقاومة الفولتية الكبيرة في الوضع الشائع.
لضمان دقة التقاط البيانات ، يجب أن يكون المصنعون والمحمسون على دراية بمكبرات الصوت الخاصة بالأجهزة (INAs). و INA هو مكبر للصوت التفاضلي المتوازن مع إمكانية التحكم بسهولة في الكسب ، والانحراف الصغير عند الإزاحة ، وإلغاء الضوضاء. وهو يكمل أجهزة الإرسال منخفضة التكلفة في تطبيقات التحكم المنزلي. في الوقت نفسه ، بما أن INA لديها مدخلين عاليي المعاوقة غير مرجعيين ، فهي مناسبة أيضًا لأنواع مختلفة من القياسات التفاضلية العائمة.
تصف هذه المقالة سلسلة إشارة المعالج-المعالج والحاجة إلى رفض الوضع المشترك والدقة والثبات في مرحلة المضخم. كما تم وصف أجهزة الاستشعار المحددة و INAs وكيفية استخدامها.
جهاز إرسال بيزوريستيفي
تعتبر أجهزة الإرسال التي تستخدم مكونات piezoresistive واحدة من أكثر أجهزة الاستشعار شعبية. يمكن استخدامها لقياس الضغط ، القوة ، التسارع والضغط ، وأكثر من ذلك.
ترتبط مكونات piezoresistive أصغر إلى المكونات الميكانيكية للمرسل. قد تكون هذه العناصر شرائط أو ألواح أو زنبركات أو أغشية. تتسبب المعلمات المتوقعة في حدوث تشوه في البنية الميكانيكية. تخضع مكونات Piezoresistive للضغوط التي تتناسب مع المعلمات الحثية التي تغير مقاومة المكون.
مضخم صوت الأجهزة
INA هو مضخم تفاضلي يعتمد على تقنية op أمبير مع مدخلات تفاضلية ومخرجات فردية. مكبر للصوت هو مكبر للصوت التفاضلية ، وبالتالي يضعف إشارة الوضع المشترك ، ودرجة التوهين هي مواصفات CMRR المذكورة في وقت سابق. لذلك ، فإن INA مناسب تمامًا لتضخيم الإشارات الصغيرة في وجود إشارات أو إزاحات كبيرة في الوضع الشائع. وبالإضافة إلى ذلك ، ميزات INA: مكاسب مستقرة ودقيقة وسهلة التعديل ، ومقاومة عالية المدخلات ومقاومة منخفضة الانتاج.
يحتوي INA على طبولوجيا دائرية مشتركة. والأكثر شيوعًا هو تصميم ثلاثي المرجع أمبير المبين في الشكل أدناه. في تكوين الدارة هذه ، تكون مضخمات الصوت U1 و U2 عبارة عن مخازن مدخلات غير عاكسة. سيتم تغذية إنتاجها لمكبر الصوت التفاضلي U3. يتم تعيين كسب INA بشكل رئيسي بواسطة RG المقاوم. عادةً ما يتم تأريض الإدخال المرجعي عندما لا يكون قيد الاستخدام ، حيث يتحكم في مستوى الجهد الكهربي للإزاحة. يمكن استخدام المدخلات الحسابية لتوزيع كسب مكبر للصوت الناتج التفاضلي. عندما لا يكون قيد الاستخدام ، فإنه يرتبط بإخراج المرحلة التفاضلية.
تقليل عدد الأمبير المرجع المطلوب مع طبولوجيا أمبير المرجع مزدوجة
ارتفاع كشف الجانب الحالي
استخدام تحويلة المقاوم قيمة منخفضة هي واحدة من أكثر الأساليب شيوعا لقياس التيار. بالنسبة لقياسات الطاقة مع العديد من مضخمات الصوت ، ينتج مقاوم يبلغ حوالي 10 مللي متر (mΩ) انخفاضاً في الجهد بمقدار 10 mV لكل مضخم صوت (أدناه).
إذا تم وضع مقاوم التحويلة بين الحمولة والأرض ، يطلق عليه إحساس التيار المنخفض. ويسمى وضع المعنى المقاوم بين مصدر الطاقة والحمل بالمعنى المرتفع للجانب الحالي. يتميز الإحساس الجانبي العالي بميزة القضاء على التداخل الأرضي. ويمكن استخدامه أيضًا للكشف عن أخطاء التحميل الأرضية.
عند القيام بالكشف عن التيار العالي ، من الضروري دراسة الجهد الكهربائي الموحد الذي يتم تطبيقه على مضخم الأجهزة ، والذي سيتم مناقشته لاحقًا.
إذا كانت RSENSE تبلغ 10mΩ ، فإن الأرجوحة الحالية لـ 5A ستنتج فولطية تبلغ 50mV في المقاوم. سيؤدي ضبط كسب INA إلى 100 إلى حدوث تأرجح إخراج 5V.
لنلخص
في تنفيذ عملية التصميم ، اكتشف الباحثون والمهندسون المحترفون بسرعة أن توصيل المستشعر بإنترنت الأشياء يتطلب أولاً فهمًا جيدًا لكيفية الحصول على الإشارة منخفضة المستوى وتضخيمها من جسر Wheatstone ، ثم استخدام ADC لتحويلها إلى المجال الرقمي.
INA مثالية لتضخيم الإشارات التفاضلية. أنها توفر مكاسب عالية ، ورفض واسطة عالية مشتركة ومقاومة عالية المدخلات. نظرًا لأنها تأتي في مجموعة متنوعة من التكوينات ، فمن المهم فهم كيفية عملها ، والمواصفات الأساسية ، والاحتياطات اللازمة للاستخدام.