Détecteur synchrone avec doublement de tension. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Un circuit d'un détecteur synchrone pleine onde avec doublement de tension est présenté, qui permet de détecter les deux composantes orthogonales d'un signal harmonique à l'aide d'un seul microcircuit.

Un détecteur synchrone vous permet d'obtenir des informations sur l'amplitude et la phase du signal reçu, ainsi que de supprimer les interférences qui l'accompagnent [1]. Pour cette raison, différents types de détecteurs synchrones sont largement utilisés dans la technologie moderne. Cependant, l'utilisation d'une version infructueuse d'un détecteur synchrone peut empêcher l'obtention des résultats attendus.

Tout d’abord, il convient de mettre en garde contre l’utilisation d’un détecteur synchrone demi-onde [2]. La figure 1 montre son schéma.

Fig. 1

Il est constitué d'une clé électronique (ou mécanique) Kl et d'un simple filtre passe-bas RC, et le rôle de résistance R est le plus souvent joué par la résistance interne de la source du signal d'entrée et de la clé ouverte.

Riz. La figure 2 illustre son fonctionnement et est explicite. Le défaut d'un tel détecteur se manifeste lorsque la tension d'entrée Evx contient, à côté du signal utile, une tension alternative de fréquence bien inférieure à la fréquence du signal utile (par exemple, bruit infra-basse fréquence de l'étage d'entrée ).

Fig. 2

Sur la fig. La figure 3 montre une alternance positive d'une telle tension.

Fig. 3

Comme le montre la figure, la tension parasite traverse presque sans entrave le détecteur synchrone demi-onde, le privant de sélectivité en fréquence.

Un détecteur synchrone pleine onde effectue l'inversion des demi-cycles pairs ou impairs du signal d'entrée [3] avec leur sommation ultérieure. Cela augmente non seulement le coefficient de conversion du signal utile (Fig. 4), mais élimine également les interférences des tensions basse fréquence (par rapport au signal), comme le montre la Fig. 5.

Fig. 4

Fig. 5

Il existe de nombreuses variétés de circuits de détection synchrones pleine onde publiés [3-5]. En règle générale, il s'agit d'un amplificateur opérationnel différentiel avec fourniture alternée d'alternances du signal détecté aux entrées inverseuses et non inverseuses, réalisée par des commutateurs électroniques. Ainsi, pour détecter une composante du signal utile, une puce d'amplificateur opérationnel et une puce de commutation analogique (ou des transistors à effet de champ discrets) sont nécessaires, sans compter de nombreuses résistances et condensateurs (« cerclage »).

L'auteur propose d'utiliser un circuit plus simple et plus efficace d'un détecteur synchrone pleine onde avec doublement de tension. Il est basé sur le circuit redresseur à diodes pleine alternance bien connu [6], dans lequel les diodes de redressement sont remplacées par des commutateurs électroniques. Malgré la trivialité d’une telle solution de circuit (Figure 6), elle n’a pas été trouvée dans la littérature connue de l’auteur.

Fig. 6

Ici, dans les demi-cycles impairs du signal utile, le condensateur CPosl est chargé à sa valeur d'amplitude, et dans les demi-cycles pairs, le signal utile, au total avec la charge résultante, arrive à la sortie de l'appareil. Sur la fig. La figure 7 montre un exemple de mise en œuvre d'un détecteur synchrone double onde avec doublement de tension, détectant les composantes en phase et en quadrature du signal utile sur une seule puce de commutation analogique K561KP1 (un analogue étranger est la puce CD4052BC).

Fig. 7

Les tensions de commutation avec une fréquence de signal utile f et deux fois la fréquence 2f ne sont généralement pas difficiles à obtenir à l'aide d'un synthétiseur de fréquence ou d'un microcontrôleur.

Le détecteur proposé a été utilisé dans des dizaines de magnétomètres et de détecteurs de métaux à des fréquences allant de dizaines de hertz à des dizaines de kilohertz et a fait ses preuves.

littérature

1. J.Max. Méthodes et technologie de traitement du signal dans les mesures physiques, tome 2. - M. : Mir, 1983.
2. V.A. Bogdenko. Magnétomètre Fluxgate avec capteur miniature. Instruments et technologie expérimentale, 1993, n° 3, pp. 157-160.
3. G. Pétin. Détecteur synchrone à clé. Circuiterie, n° 3,2003, 14, p. 15-XNUMX.
4. V. S. Gutnikov. Électronique intégrée dans les appareils de mesure. - L.: Energoatomizdat, 1988.
5. A. I. Shchedrin. Nouveaux détecteurs de métaux pour rechercher des trésors et des reliques. - M. : Hotline-Télécom, 2003.
6. AA Kulikovsky (éd.). Manuel du radioamateur. - M. : GEI, 1961.

Auteur : Yu.Reutov, Iekaterinbourg

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