Mikrosekunden-Photostromintegrator mit Phasenverzögerungsunterbrechung der Integration. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Infrarot-Technologie

 Kommentare zum Artikel

Die in Abbildung 1 gezeigte Schaltung ist ein zweikanaliger Mikrosekunden-Fotostromintegrator mit einer Phasenverzögerung der Integrationsdauer, mit anderen Worten, es ist ein optischer Fotodetektor, der die Erfassung stroboskopischer optischer Impulse mit unterschiedlichen Arbeitszyklen und Dauern von Bruchteilen von Mikrosekunden bis zu zehn ermöglicht von Millisekunden ohne Abstimmung der Integrationszeitdauer, da dieser Parameter von der Phase des Eingangssignals abhängt, gefolgt von einem Integrationsrücksetzimpuls.

(zum Vergrößern klicken)

Für die anschließende Summen-Differenz-Verarbeitung des Signals vom Ausgang der Integratoren werden zwei Integrationskanäle A1 und A2 benötigt. In dieser Schaltung wird ein Photostrom-Integrator verwendet. Das Ausgangssignal des Integrators ist proportional zur Fläche des durch die Spannungsamplitude und die Zeitachse begrenzten Abschnitts. Wenn das Eingangssignal Gleichstrom ist, dann das Ausgangssignal ist eine zunehmend geneigte Spannungsebene (Abb. 2a).

Die exakte analoge Integration erfolgt durch OA A1 und A2 mit kapazitiven OS – C3 und C4. Die Hauptkomponenten der Integrationsfehler sind auf die Nullvorspannung Ucm und die Eingangsströme des Operationsverstärkers zurückzuführen. Um letzteres zu eliminieren, wurde seitdem ein Operationsverstärker als Integrator mit Feldeffekttransistor-Eingangsstufen verwendet Ihre Gates verbrauchen praktisch keinen Strom, und der gesamte von den Photodioden PD1 und PD2 erzeugte Photostrom fließt durch die Integrationskapazitäten C3 und C4 Abb. 1, und die Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung wird durch den Wert des Photostroms bestimmt. Die Nulloffsetspannung Ucm kann zu einer erheblichen Drift der Ausgangsspannung führen und zu Fehlfunktionen des Komparators A3 führen, die zu einer Fehlfunktion der Schaltung führen würden.

Daher wurde als Integrator ein Operationsverstärker-Chip von Texas Instruments OPA350 verwendet, der einen Nulloffset-Pegel des Ausgangssignals von nur wenigen Millivolt hat und es Ihnen ermöglicht, diesen Parameter mit den Potentiometern R7 und R8 einzustellen. Die beim Integrationsvorgang erzielte Ausgangsspannung des Integrators geht bekanntermaßen beim darauffolgenden Null-Eingangssignal nicht auf Null zurück, sondern bleibt bei fehlenden "parasitären" Eingangsfotoströmen auf einem gegebenen Niveau, ansonsten verändert sie sich und erreicht der Maximalwert Uip.

Um "parasitäre" Eingangsfotoströme zu kompensieren, die ohne Stroboskopimpuls auftreten, wird ein kombinierter Optokoppler verwendet, der aus einer Fotodiode mit umgekehrter Polarität und einer LED besteht - SD1, PD3 und SD2, PD4. Die Kompensationseinstellung wird durch die Potentiometer R1 und R2 durchgeführt, bis das Ausgangssignal des Integrators in Abwesenheit eines Eingangsimpulses eine horizontale Linie oder Null wird. Dies zeigt den korrekten Betrieb des Integrators an, letzterer macht es jedoch praktisch unmöglich, nachfolgende Signale korrekt zu integrieren, da die gleichen Anfangsbedingungen erforderlich sind, um optische Pulse zu messen und zu vergleichen, bevor sie integriert werden.

Um diesen Effekt zu eliminieren, muss die Ausgangsspannung des Integrators periodisch auf Ucm „zurückgesetzt“ werden. Im Integrator für "Reset" werden Reset-Tasten verwendet, die DD1-Mikroschaltung in Abb. 1. K176KT1 oder K561KTZ, bei deren Schließung die Kapazitäten C3 und C4 entladen werden und die Ausgangsspannung auf die Vorspannung Null abfällt. Hier ist der Steuer-"Taster" der Eingang E1 und E2. Im „Reset“-Modus (Taste ist geschlossen) werden die Anfangsbedingungen für die Integration eingestellt. Ein solcher elektronischer Kontakt und sein Lastkreis sind nicht galvanisch mit der Steuersignalquelle verbunden.

Zur Erzeugung eines Reset-Impulses wird eine Schaltung verwendet, die einen Komparatorchip A3 enthält, der wie folgt funktioniert. Vom Ausgang 6 des ersten Integrators in Abb. 1. Das Signal wird dem Komparator zugeführt, der ausgelöst wird, wenn das Referenzsignal und das Signal vom Integratorausgang gleich sind, dessen Pegel 20 mV beträgt, Abb. 2a und 2c und wird durch Potentiometer R10 eingestellt. Daher würde eine signifikante Nullpunktdrift des Ausgangssignals der vorherigen Stufe des Integrators einen fehlerhaften Betrieb des Komparators und einen Ausfall der Schaltung verursachen.

Der Komparator muss eine unendlich große Verstärkung bei vollständiger Abwesenheit von Rauschen im Eingangssignal und einer kleinen Drift von Null haben. Eine solche Eigenschaft kann mit einem Verstärker mit sehr hoher Verstärkung erreicht werden. Diese Anforderungen werden vom Operationsverstärker OPA350RA erfüllt, der über eine unipolare Stromversorgung betrieben werden kann. Der Ausgang ist ein TTL-Signal. Als nächstes wird das logische Ausgangssignal des Komparators der Schaltung zugeführt, um die Phasenverzögerung des Integrator-Rücksetzimpulses zu bilden, Fig. 2. XNUMXb.

Da die Verzögerung des Rücksetzimpulses des Integrators nicht von der Frequenz des Eingangssignals abhängen sollte, da die stroboskopischen Signale, die am Eingang des Integrators PD1 und PD2 ankommen, unterschiedliche Dauern und Tastverhältnisse haben, bilden sie daher die Rücksetzimpulsverzögerung wurde der DD2-Chip des digitalen Timers KR1006VI1 verwendet, um die Phasenverzögerung des Rücksetzimpulses zu bilden.

Das Wesen des Betriebs der Schaltung besteht darin, dass der Kondensator C13 durch die in Reihe geschalteten Widerstände R11 und R13 linear geladen und durch den Widerstand R13 linear entladen wird. Mit dem Eintreffen eines Signals vom Komparator beginnt der Vorgang des linearen Aufladens des Kondensators auf die Spannung Upor = 1/2 Upit. Wenn dieser Wert erreicht ist, beginnt sich der Kondensator linear zu entladen, auch wenn am Eingang ein Signal anliegt. Wenn der Kondensator entladen wird, wird am Ausgang der Mikroschaltung ein Rechtecksignal erzeugt, dieses Signal ist das Phasenverzögerungssignal. Diese Schaltung erzeugt eine Phasenverzögerung φ und arbeitet stabil bei 0 < φ < 180 Grad.

Um den Frequenzbereich zu vergrößern, sollte die Kapazität des Kondensators besser 1 uF betragen. Der Widerstandswert des Widerstands R11 kann in den meisten Fällen gleich 100 kOhm genommen werden. Die Phasenverschiebung wird mit einem Potentiometer R13 korrigiert und es ist besser, einen Wert von 100 kOhm zu wählen. Ferner wird bei der negativen Flanke des Impulses vom Ausgang des Zeitgebers der wartende Multivibrator DD3 gestartet.

Durch unterschiedliche Werte der Elemente R12 und C11 können Sie eine andere erforderliche Zeit für den Betrieb des Multivibrators einstellen. Der Multivibrator erzeugt einen Impuls mit einer Dauer von 20 ms, Abb. 2d, den Steuereingängen der elektronischen Schalter E1 und E2 der Mikroschaltung DD1 zugeführt, die Kapazitäten der Integratoren C3 und C4 überbrückt und die Signale an den Ausgängen von 6 Integratoren zurückgesetzt, wodurch die Ausgangsbedingungen für die Verarbeitung nachfolgender Stroboskopimpulse geschaffen werden . Von den Ausgängen 6 werden die Signale der Integratoren zur anschließenden Gesamtdifferenzverarbeitung empfangen.

Autor: Altair NTPC; Veröffentlichung: cxem.net

Siehe andere Artikel Abschnitt Infrarot-Technologie.

Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel.

<< Zurück

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten 02.05.2024

In der modernen Landwirtschaft entwickelt sich der technologische Fortschritt mit dem Ziel, die Effizienz der Pflanzenpflegeprozesse zu steigern. In Italien wurde die innovative Blumenausdünnungsmaschine Florix vorgestellt, die die Erntephase optimieren soll. Dieses Gerät ist mit beweglichen Armen ausgestattet, wodurch es leicht an die Bedürfnisse des Gartens angepasst werden kann. Der Bediener kann die Geschwindigkeit der dünnen Drähte anpassen, indem er sie von der Traktorkabine aus mit einem Joystick steuert. Dieser Ansatz erhöht die Effizienz des Blütenausdünnungsprozesses erheblich und bietet die Möglichkeit einer individuellen Anpassung an die spezifischen Bedingungen des Gartens sowie die Vielfalt und Art der darin angebauten Früchte. Nachdem wir die Florix-Maschine zwei Jahre lang an verschiedenen Obstsorten getestet hatten, waren die Ergebnisse sehr ermutigend. Landwirte wie Filiberto Montanari, der seit mehreren Jahren eine Florix-Maschine verwendet, haben von einer erheblichen Reduzierung des Zeit- und Arbeitsaufwands für das Ausdünnen von Blumen berichtet. ... >>

Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop 02.05.2024

Mikroskope spielen eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Forschung und ermöglichen es Wissenschaftlern, in für das Auge unsichtbare Strukturen und Prozesse einzutauchen. Allerdings haben verschiedene Mikroskopiemethoden ihre Grenzen, darunter auch die begrenzte Auflösung bei der Nutzung des Infrarotbereichs. Doch die neuesten Errungenschaften japanischer Forscher der Universität Tokio eröffnen neue Perspektiven für die Erforschung der Mikrowelt. Wissenschaftler der Universität Tokio haben ein neues Mikroskop vorgestellt, das die Möglichkeiten der Infrarotmikroskopie revolutionieren wird. Dieses fortschrittliche Instrument ermöglicht es Ihnen, die inneren Strukturen lebender Bakterien mit erstaunlicher Klarheit im Nanometerbereich zu sehen. Typischerweise sind Mikroskope im mittleren Infrarotbereich durch eine geringe Auflösung eingeschränkt, aber die neueste Entwicklung japanischer Forscher überwindet diese Einschränkungen. Laut Wissenschaftlern ermöglicht das entwickelte Mikroskop die Erstellung von Bildern mit einer Auflösung von bis zu 120 Nanometern, was 30-mal höher ist als die Auflösung herkömmlicher Mikroskope. ... >>

Luftfalle für Insekten 01.05.2024

Die Landwirtschaft ist einer der Schlüsselsektoren der Wirtschaft und die Schädlingsbekämpfung ist ein integraler Bestandteil dieses Prozesses. Ein Team von Wissenschaftlern des Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, hat eine innovative Lösung für dieses Problem gefunden – eine windbetriebene Insektenluftfalle. Dieses Gerät behebt die Mängel herkömmlicher Schädlingsbekämpfungsmethoden, indem es Echtzeitdaten zur Insektenpopulation liefert. Die Falle wird vollständig mit Windenergie betrieben und ist somit eine umweltfreundliche Lösung, die keinen Strom benötigt. Sein einzigartiges Design ermöglicht die Überwachung sowohl schädlicher als auch nützlicher Insekten und bietet so einen vollständigen Überblick über die Population in jedem landwirtschaftlichen Gebiet. „Durch die rechtzeitige Beurteilung der Zielschädlinge können wir die notwendigen Maßnahmen zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten ergreifen“, sagt Kapil ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv Kühlende Farbe für Fassaden 17.07.2020 Die Verwendung von weißer Farbe für die Fassaden von Gebäuden, die sich in jenen Regionen der Erde befinden, in denen normalerweise die sehr heiße und aggressive Sonne scheint, ist ein mehr als vernünftiger und vernünftiger Schritt - schließlich reflektiert weiße Farbe das Sonnenlicht gut und ermöglicht so Gebäude und Oberflächen kälter bleiben. Andererseits haben die meisten modernen kommerziellen weißen Fassadenfarben nicht das Maß an UV-Reflektion, das man sich an den heißesten Tagen wünschen würde, und deshalb präsentierte ein Team von Materialingenieuren der University of California ihre eigene Entwicklung eines neuen Effekts Farbe. Dies ist keine völlig neue Art von weißer Baufarbe, sondern ein verbessertes Format einer bestehenden, wodurch ein breiteres Profil zur Lichtreflexion entsteht. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass die vorgestellte superweiße Farbe – wie von den Experten selbst beschrieben – in Vorversuchen bis zu 98 % des ausgehenden ultravioletten Sonnenlichts reflektieren konnte, was angesichts der besten Angebote auf dem Markt ein wirklich beeindruckendes Ergebnis ist Markt kann bis zu 85 % der Strahlen maximal reflektieren. Das Geheimnis eines so effektiven Reflexionsergebnisses liegt in der Tatsache, dass ein Team von Spezialisten der University of California anstelle von herkömmlichem und standardmäßigem Titanoxid ein Pigment namens Baryt sowie Teflon verwendet hat, wodurch sie in die kombiniert werden konnten sogenanntes Polytetrafluorethylen - die aktive Komponente, durch die es möglich ist, eine wirklich große Menge der von der Sonne ausgehenden ultravioletten Strahlen zu reflektieren. Bisher verwendet die neue Farbe eine übermäßige Menge an teuren Polymeren - und dies ist das auffälligste Problem, um eine hochwertige kommerzielle Version der Farbe anzubieten.

Weitere interessante Neuigkeiten:

▪ LG-Fernseher hören auf, Benutzer zu verfolgen

▪ Ampeln werden bald von den Straßen verschwinden

▪ Elektroautos von Mercedes mit Wireless Charging

▪ Erdbeer-Snacks

▪ Wissenschaftliche Unternehmen Russlands

News-Feed von Wissenschaft und Technologie, neue Elektronik

Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:

▪ Site-Abschnitt Regler für Strom, Spannung, Leistung. Artikelauswahl

▪ Artikel Wirf einen Stein. Populärer Ausdruck

▪ Artikel Wer war Nostradamus? Ausführliche Antwort

▪ Artikel Estragon Wermut. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden

▪ Artikel Versteckter Kabelfinder. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

▪ Artikel Leistungsregler 110-215 Volt bis 2 Kilowatt für aktive Last. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Hinterlasse deinen Kommentar zu diesem Artikel:

Alle Sprachen dieser Seite

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen

www.diagramm.com.ua
2000-2024