Avatar billede -master-d- Nybegynder
03. maj 2004 - 22:46 Der er 30 kommentarer og
2 løsninger

Stor forstærkning, men uden støj, er det muligt?

Hej eksperter

Jeg er igang med et eksamensprojekt, hvor mit produkt er en pulsmåler, men jeg er løbet ind i et problem mht. forstærkning af mit signal fra min sensor.

Problemet ligger i at sensoren kun giver 5mV i udslag og det skal gerne omdirigeres til 5V, så jeg kan bruge det til databehandling på en pc.

Jeg beder ikke om en løsning eller et diagram, men kun om hints og gode ideer...

På forhånd tak
Avatar billede coldplay Nybegynder
03. maj 2004 - 23:04 #1
Jeg går ud fra, at du har problemer med støj i forbindelse med en krævet forstærkning på 5000 mV / 5mV = 1000 gange??
Avatar billede -master-d- Nybegynder
03. maj 2004 - 23:14 #2
Ja, det er rigtigt.
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 07:53 #3
Du kan sagtens forstærke 1000 gange uden at få støj. Mikrofoner forstærkes ofte 10000 gange.
Er det pulsmåleren der opsamler støj?
Giver din pulsmåler 5 mV DC hver gang der er puls, og 0 volt når der ikke er puls?
Hvis det er tilfældet, er der ikke noget problem, så er det jo bare en comparator, der giver 5 volt ud når nivauet skifter på indgangen.
-SCB
Avatar billede golyf Nybegynder
04. maj 2004 - 08:37 #4
Formoder du ikke har brug for mega båndbrede. 10 KHz må være nok. Dermed skal din opamp (hvis du ikke bruger en comparator) have et GBWP på 1000 * 10 KHz = 10 MHz, men samtidig meget lav DC fejl/temperaturdrift og lav egenstøj.
Er din sensors udgang højimpedant, så kig efter en OP37 eller OPA37. Evt. en med FET indgang, men der skal du passe på ikke at få en med for høj Vos (<- DC fejl).
Er sensoren lavimpadent, så kig efter f.x. OP176

Sig endelig til, hvis du har mere brug for hjælp.

Læs mere om støj, DC fejl m.m. her: http://hjem.get2net.dk/bencar/opamp/
Avatar billede coldplay Nybegynder
04. maj 2004 - 10:12 #5
Forslag:

1) buffer med høj indgangsmodstand

2) forstærkning 10 gange

3) komparator med hysterese

Punkt 1 - 3 bygges med 3 OPA'er, f.eks. 741 el. lign.

1) bufferen er en spændingsfølger med høj indgangsmodstand, som sensoren "ser" ind i. Derved belastes sensoren ikke, og du får det fulde udbytte af et pulsslag, som frembringer en spændingsforskel på 5 mV.

2) inv. forstærkning på -(-5 mV * 10) = 50 mV.

3) komparator med tærskelspænding på. ca. 40 mV for at trigge udgangen høj (5 V) og tærskelspænding på ca. 20 mV for at trigge lav (0 V).

Det er mit forslag, men overvej seriøst kommentaren fra golyf.

/coldplay
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 18:12 #6
Tak for alle forslagene, jeg vil tage dem til eftertanke, men er efterhånden ved at give op.

Problemet i min opstilling er at jeg ikke får forstærket det lille udsving på 5mV som måles over min sensor, og at der kommer for meget DC spænding med.

Er der nogen som har en genial ide til hvordan jeg får noget nyttigt ud af den lille ændring som kan ses på en LDR modstand, ved at lyse igennem en finger?

Vi har prøvet med:
- en alm. forstærkning på 820 gange = for meget støj.
- differensforstærker på 820 gange = ingen forstærkning af signal, da denne ikke kunne observere den lille ændring..

Nogen gode idéer?
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 18:20 #7
Prøv at kigge her og se hvordan andre har løst problemet:
http://private.addcom.de/KeithWilson/Projects/hemon.htm
http://circuitos.tripod.cl/schem/r100.gif
-SCB
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 18:24 #8
Det lyder som om at du ikke har en passende kondensator i serie med dit signal fra din LDR og så vil du ikke kunne forstærke signalet.
-SCB
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 19:05 #9
Undskyld at jeg spørger dumt, men hvad ville en kondensator hjælpe i forstærkningen?
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 19:56 #10
Jeg går ud fra at din LDR indgår i en spændingsdeler.

Kondensatoren forhindre at du, i forhold til din AC spænding (ændring i signalet) har en ENORM DC spænding, som står og varierer alt efter hvor meget falsk lys der rammer din LDR.
-SCB
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 20:06 #11
Ja det gør den, men det er faktisk ikke fordi DC spændingen varierer, problemet er vist at den lille smule offset som er på en 741* giver et stort udslag hvis det ganges med omkring 1000 gange..

Hvor stor tror du en sådan kondensator ville være? 100 nF?
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 20:36 #12
Her er det jeg går udfra du mener med en kondensator..

http://denpei.dk/upload/diagram.gif
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 20:36 #13
Nej, du SKAL have din DC fjernet, det kan ikke virke, hvis du ikke gør det.
Alt efter hvilken indgangsimpedans du har i din forstærker vil 330-680 nF nok være passende.

Hvilken DC spænding forsyner du din spændingsdeler med. (hvor din LDR indgår).
Og hvad er modstandsværdien?.
Sidder din LDR som top eller bundmodstand i spændingsdeleren?
-SCB
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 20:38 #14
Hvis det er din forstærker, så vil den aldrig kunne virke.
Du har lavet en differentialforstærker og lagt de 2 indgange sammen.
-SCB
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 20:39 #15
Har du bare din LDR over input?
Det dur heller ikke da en LDR er en variabel modstand, og ikke giver nogen spænding.
-SCB
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 20:42 #16
Fjern R2, kortslut R3,
Forbind en 47 Kohm fra + 10 v og til input.
Forbind din LDR fra input og til stel
C1 skal være ca 680 nF
Så skal du bare se.....
-SCB
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 20:55 #17
jeg tegner lige det hele på.. meningen med differensforstærkeren var at når der kom et lille udslag ville der kun blive forstærket i det øjeblik hvor kondensatoren blev ladet op..

Jeg prøver lige at tegne et diagram efter dine anvisninger..
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 20:59 #18
Så ser den sådan ud..

http://denpei.dk/upload/diagram2.gif
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 21:19 #19
Du har ikke fjernet R2,
og kortsluttet R3, dvs ben 3 på din 741 skal direkte til stel.
C2 skal væk.
R5 = LDR
-SCB
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 21:22 #20
Ja, okay på den måde..

Er du sikker på at dette vil virke?

http://denpei.dk/upload/diagram2.gif

R5 = LDR
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 21:26 #21
Fjern alle tilslutninger til ben 3 på IC'en og læg ben 3 til stel.

Det vil virke på den måde, at nu har du et fornuftigt signal, så mangler du en komparator med hysterese som du enten kan lave med en op-amp mere, eller i dit program, hvis der er en A/D converter til rådighed.
-SCB
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 21:28 #22
Dit link var forkert.
Hvis det er http://denpei.dk/upload/diagram3.gif du mener så er det ok.
-SCB
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 21:29 #23
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 21:29 #24
okay, vil det virke godt nok til at trigge en schmit trigger?
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 21:34 #25
Hov... Du mangler en 1 kohm i serie med C1.
-SCB
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 21:35 #26
Ja, det er rigtigt nok..
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 21:38 #27
Jeg tror du er nødt til at have en op-amp som komparator koblet på, og have et trimme potientiometer, til at justere forstærkning med, og et til at justerer skiftenivau for komperatoren, inden du har et fornuftigt signal.
-SCB
Avatar billede scb Praktikant
04. maj 2004 - 21:39 #28
Men sådan som opstillingen er nu, skal du kunne se en fornuftig ændring hver gang der er puls.
-SCB
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 21:40 #29
okay, tak for hjælpen.. jeg har nu kun imorgen til at lave det så vi får at se om jeg når at blive færdig.
Avatar billede -master-d- Nybegynder
04. maj 2004 - 21:41 #30
R6 skal vel være lig med modstanden for LDR'eren ikke?
Avatar billede scb Praktikant
05. maj 2004 - 07:13 #31
Hvad er modstanden for LDR'en ;-)
Ingen lys måske 2 Mohm
Meget lys måske 100 ohm
10-47 kohm er sikkert passende.
Din 1 kohm i serie med C1 skal nok nærmere være omkring 56 Kohm for at få tilstrækkelig høj ingangsimpedans, for overførsel af puls signalet.
Det kan så godt være at din 820 Kohm skal være større for at få mere forstærkning.
-SCB
Avatar billede -master-d- Nybegynder
05. maj 2004 - 17:25 #32
Vi valgte dog en anden og lidt mere kompliceret løsning, den virker ikke helt endnu, men der er store chancer for at den vil komme til det imorgen.
Avatar billede Ny bruger Nybegynder

Din løsning...

Tilladte BB-code-tags: [b]fed[/b] [i]kursiv[/i] [u]understreget[/u] Web- og emailadresser omdannes automatisk til links. Der sættes "nofollow" på alle links.

Loading billede Opret Preview
Kategori
IT-kurser om Microsoft 365, sikkerhed, personlig vækst, udvikling, digital markedsføring, grafisk design, SAP og forretningsanalyse.

Log ind eller opret profil

Hov!

For at kunne deltage på Computerworld Eksperten skal du være logget ind.

Det er heldigvis nemt at oprette en bruger: Det tager to minutter og du kan vælge at bruge enten e-mail, Facebook eller Google som login.

Du kan også logge ind via nedenstående tjenester