Собственно курсач, и его название "Измерение уровня поля".
Так как "драть готовое" из сети, не понимая абсолютно ничего, да и самому неплохо иметь индикатор фонового излучения, все же попробовал собрать такое устройство сам.
Мерять можно и поле картошки в огороде, но конкретный вопрос стоит об измерении фоновых наводок до 100 кГц. То есть радиочастоты мы не трогаем, или затрагиваем эдаким "общим" вопросом.
Я подумал, что лучше всего отталкиваться от санитарных норм эл.поля, установленых в нужном порядке. То есть выделить те диапазоны до 100 кГц, в которых нужно произвести измерния.
50 Гц. тут всем понятно. можно взять вторую гармонику на 100 Гц.
500гц -20кГц - шум бытовых электроприборов. Правда на какой частоте они могут шуметь - вот это вопрос. Лично побегав со своим девайсом(описанным ниже), у меня получился этот диапазон.
20кГц - 100кГц - работа ИБП. Сколько не ремонтировал импульсники, рабочие частоты попадают как раз в этот диапазон.
Далее с выбором детектора в качестве приемника. Для радиочастот используются как ни крути, штыревые антенны и все их разновидности. Это с длинной волны около 100 метров и более. Но для эффективного детектирования необходимо запасать много энергии в датчике, соответственно высокая добротность. Ну а какая может быть индуктивность да и сами размеры штыря? В общем, не описывая всю мысль ибо писать много, тут лучше всего для низкочастотного детектирования подойдет индуктивность,и чем выше тем лучше. Хотя необходимо рассмотреть оба варианта и проверить экспериментально. Все же бросать все что выше 100 кГц и штыревые антенны не нужно.
Забегая на перед скажу, что индуктивность моей детекторной головки 1250 uH, а с вч ферритом 400H переваливает за 50к, по крайней мере куметром так и не вышло измерить, не влазит в шкалу.
Выделять приборы из быта особо не имеет смысла, хотя скажу что фон в основном создают мобильные телефоны, wi-fi роутеры, микроволновые печи(вот тут то я ихним разработчикам яйца то по отрывал бы) и как ни странно советские холодильники.
Конечно, на эту тему мне есть еще много что сказать и даже более, но выкладывать предварительный доклад на 30 страниц не вижу смысла, лучше отвечу в комментариях или опишу свою мысль позже.
Что же, коснемся схемной реализации прибора.
Для детектирования по сути нам необходимо построить детекторный приемник прямого усиления. В катушке индуктивности во внешнем поле будет наводится некоторый ток, который необходимо продетектировать, усилить, и измерить. Для этого выбираем стандартный детектор(а более ничего и не придумаешь) из диода. Далее ток необходимо усилить для нормальной фильтрации и усиления. Для этого был выбран ОУ TL071 с корректировкой нуля и полевым входом. Чувствительность приемника - будем регулировать Ку 40дБ и 60дБ соответственно(правда со значениями мог ошибиться).После желательно произвести фильтрацию перед окончательным измерением. Выбираем "Общее измерение" и "Блок полосовых фильтров" на необходимые диапазоны частот. Далее на выходе желательно реализовать индикацию звуковую и визуальную, поэтому для каждой из них добавляем еще по одному ОУ TL072(благо они сдвоенные). Так как там будем изменять громкость демодулированного сигнала и пределы измерения индикатора, то перед ними ставим еще один ОУ тл071 с Ку = 1. Изменяя Ку сопротивления индикаторов мы будем изменять входное - выходное сопротивления, тем самым конкретно рассогласовывая блок фильтров, и о никакой точности измерений и речи быть не может.
Так, вкратце мысля описана, давайте посмотрим на схему:
Ох тыж епт, вот это городушек нагородил... Сейчас понабегут умные дядьки и побьют меня палками. Идем в гугл, ищем, смотрим. так, находим кучу однотипных схем.. Так, ну, допутим, вот - http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=62191
впринципе то же самое, как ни странно работает, так же работает как и моя схема. Это уже неплохо. Конечно, лучше полевичек на вход да смеситель, и ГСС туда, да и никаких проблем небыло бы, но об этом позже. Ну да ладно, попытаемся продолжить. Собираем, работает. Теперь о калибровке прибора. Зная о параметрах схемы, мы можем измерить ток, наводящийся в детекторной катушке. Допустим, детектор является точечным. Также для упрощения задачи допустим что поле, которое создает этот ток равномерное и постоянное в любой точке и момент времени. Отсюда мы можем узнать информацию о поле, создающем этот ток. Соответственно, опустим многие ньюансы так как у нас не серьезное исследование. Поэтому мы можем построить калибровочный график на все требуемые диапазоны частот.
Это уже неплохо, неплохо. Налить воды в бумажки одно, а что то "пощупать" руками - другое.
Так, а вот что делать с фильтрами? RC тут явно не годится, уж больно пологие у них скаты, LC на такие частоты... Гм, этож какие индуктивности надо... Активные фильтра вставлять - ну тут на защите яйцами закидают, хотя кто его знает. Да и чем их переключать? В общем, вопрос о фильтрах остается открытым.
Так как "драть готовое" из сети, не понимая абсолютно ничего, да и самому неплохо иметь индикатор фонового излучения, все же попробовал собрать такое устройство сам.
Мерять можно и поле картошки в огороде, но конкретный вопрос стоит об измерении фоновых наводок до 100 кГц. То есть радиочастоты мы не трогаем, или затрагиваем эдаким "общим" вопросом.
Я подумал, что лучше всего отталкиваться от санитарных норм эл.поля, установленых в нужном порядке. То есть выделить те диапазоны до 100 кГц, в которых нужно произвести измерния.
50 Гц. тут всем понятно. можно взять вторую гармонику на 100 Гц.
500гц -20кГц - шум бытовых электроприборов. Правда на какой частоте они могут шуметь - вот это вопрос. Лично побегав со своим девайсом(описанным ниже), у меня получился этот диапазон.
20кГц - 100кГц - работа ИБП. Сколько не ремонтировал импульсники, рабочие частоты попадают как раз в этот диапазон.
Далее с выбором детектора в качестве приемника. Для радиочастот используются как ни крути, штыревые антенны и все их разновидности. Это с длинной волны около 100 метров и более. Но для эффективного детектирования необходимо запасать много энергии в датчике, соответственно высокая добротность. Ну а какая может быть индуктивность да и сами размеры штыря? В общем, не описывая всю мысль ибо писать много, тут лучше всего для низкочастотного детектирования подойдет индуктивность,и чем выше тем лучше. Хотя необходимо рассмотреть оба варианта и проверить экспериментально. Все же бросать все что выше 100 кГц и штыревые антенны не нужно.
Забегая на перед скажу, что индуктивность моей детекторной головки 1250 uH, а с вч ферритом 400H переваливает за 50к, по крайней мере куметром так и не вышло измерить, не влазит в шкалу.
Выделять приборы из быта особо не имеет смысла, хотя скажу что фон в основном создают мобильные телефоны, wi-fi роутеры, микроволновые печи(вот тут то я ихним разработчикам яйца то по отрывал бы) и как ни странно советские холодильники.
Конечно, на эту тему мне есть еще много что сказать и даже более, но выкладывать предварительный доклад на 30 страниц не вижу смысла, лучше отвечу в комментариях или опишу свою мысль позже.
Что же, коснемся схемной реализации прибора.
Для детектирования по сути нам необходимо построить детекторный приемник прямого усиления. В катушке индуктивности во внешнем поле будет наводится некоторый ток, который необходимо продетектировать, усилить, и измерить. Для этого выбираем стандартный детектор(а более ничего и не придумаешь) из диода. Далее ток необходимо усилить для нормальной фильтрации и усиления. Для этого был выбран ОУ TL071 с корректировкой нуля и полевым входом. Чувствительность приемника - будем регулировать Ку 40дБ и 60дБ соответственно(правда со значениями мог ошибиться).После желательно произвести фильтрацию перед окончательным измерением. Выбираем "Общее измерение" и "Блок полосовых фильтров" на необходимые диапазоны частот. Далее на выходе желательно реализовать индикацию звуковую и визуальную, поэтому для каждой из них добавляем еще по одному ОУ TL072(благо они сдвоенные). Так как там будем изменять громкость демодулированного сигнала и пределы измерения индикатора, то перед ними ставим еще один ОУ тл071 с Ку = 1. Изменяя Ку сопротивления индикаторов мы будем изменять входное - выходное сопротивления, тем самым конкретно рассогласовывая блок фильтров, и о никакой точности измерений и речи быть не может.
Так, вкратце мысля описана, давайте посмотрим на схему:
Ох тыж епт, вот это городушек нагородил... Сейчас понабегут умные дядьки и побьют меня палками. Идем в гугл, ищем, смотрим. так, находим кучу однотипных схем.. Так, ну, допутим, вот - http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=62191
впринципе то же самое, как ни странно работает, так же работает как и моя схема. Это уже неплохо. Конечно, лучше полевичек на вход да смеситель, и ГСС туда, да и никаких проблем небыло бы, но об этом позже. Ну да ладно, попытаемся продолжить. Собираем, работает. Теперь о калибровке прибора. Зная о параметрах схемы, мы можем измерить ток, наводящийся в детекторной катушке. Допустим, детектор является точечным. Также для упрощения задачи допустим что поле, которое создает этот ток равномерное и постоянное в любой точке и момент времени. Отсюда мы можем узнать информацию о поле, создающем этот ток. Соответственно, опустим многие ньюансы так как у нас не серьезное исследование. Поэтому мы можем построить калибровочный график на все требуемые диапазоны частот.
Это уже неплохо, неплохо. Налить воды в бумажки одно, а что то "пощупать" руками - другое.
Так, а вот что делать с фильтрами? RC тут явно не годится, уж больно пологие у них скаты, LC на такие частоты... Гм, этож какие индуктивности надо... Активные фильтра вставлять - ну тут на защите яйцами закидают, хотя кто его знает. Да и чем их переключать? В общем, вопрос о фильтрах остается открытым.
Последний раз редактировалось virus33 Чт мар 27, 2014 04:52:51, всего редактировалось 1 раз.
