Форум РадиоКот

Здравствуйте!

Посоветуйте, какой усилитель можно собрать для осциллографа. Требуется рассматривать сигнал амплитудой единицы микровольт. Осциллограф предварительно решили приобрести из линейки переносных АКИП, вроде бы по отзывам знакомых пользователей неплохая вещь, использовать будем в поле. Минимальное значение чувствительности, которое он сможет обеспечить 2мВ. Может быть, возможно какое - то другое решение, как можно увидеть наши микровольты?

Какая нужна полоса, входной импеданс?

Леонид Иванович писал(а):Какая нужна полоса, входной импеданс?

viewtopic.php?p=1823676#p1823676

NETT писал(а):Может быть, возможно какое - то другое решение, как можно увидеть наши микровольты?

Если низкая частота (до нескольких сотен килогерц), то NE5534 очень хорош с точки зрения уровня шумов. Или посовременнее LMP7731.

Если высокая частота, то надо разбираться. Микровольты - это на уровне шумов окружающих. Вам нужен либо бункер, чтобы радиоволны не проникали. Либо таки "радиоприемник" с относительно узкой полосой пропускания, чтобы подавлять помехи на других частотах.

Микровольты, которые надо увидеть осциллографом, формирует сейсмодатчик (подвижная катушка в магнитном поле), частоты низкие. 10 Гц - уже рабочая частота, эффективные частоты сигналов - до 100 - 200 Гц, 1000 Гц - это в основном фон, 2000 Гц - уже экзотика, а все, что выше, положено давить фильтром. Сопротивление датчика (катушки) около 3,5 кОм. Входной импеданс осциллографа наверное подойдет без особенностей 1Мом/20пФ.
Длина соединительных кабелей - до 250м, экранированные витые пары.

возле датчика нужен предварительный усилитель на ОУ с минимальным сдвигом 0 и его дрейфом (AD8551/52/8628/29/ MCP6V01/02/ OPA333/334).
преобразуйте в диф.сигнал и передавайте по витой паре.

Возле датчиков уже ничего поставить не сможем. Они замоноличены в горе, все, что мы имеем - противоположные концы кабелей.

NETT писал(а):10 Гц - уже рабочая частота, эффективные частоты сигналов - до 100 - 200 Гц, 1000 Гц - это в основном фон

Осциллограф тут вам плохой помошник, потому как у них 8 бит разрешение всего. Звуковая карта от компьютера будет значительно лучше работать на таком применении.Берете топовую внешнюю звуковуху с 24 битным ADC и наслаждаетесь. На входе можно подключить какой либо инструментальный усилитель с низким коэффициэнтом шума. Что нить типа AD524.

Но, 250 метров!!!! Это очень и очень далеко. Лучше поставить какой либо Delta-Sigma ADC около датчика, и передавать цифровой сигнал.

PS: Торможу, звуковая не подойдет, у нее же низкие частоты режутся. Тогда просто 24 битный Sigma-Delta ADC.

zöner писал(а):возле датчика нужен предварительный усилитель на ОУ с минимальным сдвигом 0 и его дрейфом (AD8551/52/8628/29/ MCP6V01/02/ OPA333/334)

А при чем тут сдвиг нуля, если интересует только переменная составляющая сигнала? Здесь нужен в первую очередь малошумящий ОУ, а zero drift к таковым не относятся, к тому же, у них на выходе присутствует сигнал помехи с частотой коммутации внутренних ключей. Выбор малошумящего ОУ зависит от импеданса источника сигнала, если он невысокий, то лучше подойдут ОУ с входным каскадом на биполярных транзисторах. Например, AD797 (плотность шума 0.9 nV/sqrt(Hz)@1kHz), LT1115 (0.9 nV/sqrt(Hz)@1kHz), LT1028 (0.85 nV/sqrt(Hz)@1kHz), AD8597 (1.1 nV/sqrt(Hz)@1kHz), LME49990 (0.9 nV/sqrt(Hz)@1kHz).

NETT писал(а):что мы имеем - противоположные концы кабелей.

По кабелю передается дифференциальный сигнал? Если да, тогда нужен инструментальный усилитель или Differntial Line Receiver с высоким КОСС.

Почитал про AD797 - действительно впечатляющие операционные усилители производят. Если включить по схеме с дифференциальным входом, то наверно можно будет максимум выжать, что возможно.

Дело в том, что не очень хочется усложнять задачу. Там в штатном режиме на выходе кабелей, идущих от датчиков, и так уже стоят сейсмометры с входными АЦП 24 или 28 бит, в зависимости от пункта установки. Далее это все обрабатывается, собирается, передается и т.д. Это штатный режим работы. Мы же хотим иметь небольшой переносной полевой тестер на основе осциллографа (если это возможно), чтобы можно было на месте быстро оценить (если измерить, то скорее с невысокой точностью) сигнал или фон, поступающий с датчиков. При этом сохранить сделанные измерения, чтобы потом можно было их рассмотреть в спокойной обстановке. Если же мы будем создавать устройство на основе многобитной АЦП, то фактически займемся схемотехникой сейсмометров, которые и так уже есть. Или думаете, что без этого не обойтись? Хочется еще раз сказать: интересуют не точные значения сигналов, а всего лишь оценочные.

По кабелю передается аналоговый сигнал, который формируется подвижной катушкой, помещенной в магнитное поле внутри датчика. Датчики установлены одноразово в скважинах на глубине до 250 м, залиты бетоном, доступа к ним нет. На поверхность земли выходят только концы кабелей.

NETT писал(а):Дело в том, что не очень хочется усложнять задачу.

Тогда ставите AD524 или другой инструментальный усилитель с программируемым коэффициэнтом усиления. Прикручиваете переключатель, чтобы менять коэффициэнт усиления и минимальную обвязку - например две батарейки на +-9 V, чутка конденсаторов ну и возможно небольшой RC фильтр на входе чтобы резать высокие частоты. В даташите к микросхеме все есть. Можно в десяток деталек уложиться.

Именно инструментальный усилитель? К нам приходит аналоговый сигнал, сформированный подвижной катушкой индуктивности на противоположном конце длинной линии. А это подойдет?

balmer писал(а):Если включить по схеме с дифференциальным входом, то наверно можно будет максимум выжать, что возможно.

Собирать дифференциальные усилители на дискретных элементах - это не очень здорово, так как для получения хорошего КОСС потребуются резисторы с очень малым отклонением. Например, для получения КОСС 80дБ, что для интегральных дифф. усилителей является обычным значением, разброс резисторов не должен превышать 0.01%. Даже если получится их подобрать, градиенты температуры на печатной плате приведут к появлению разброса.

NETT писал(а):интересуют не точные значения сигналов, а всего лишь оценочные.

Не вижу проблем. Сделайте для осциллографа предусилитель.

NETT писал(а):По кабелю передается аналоговый сигнал

Какой конкретно кабель, сколько там проводников, как они подключены к катушке, как подключен экран?

Леонид Иванович писал(а):Собирать дифференциальные усилители на дискретных элементах - это не очень здорово

Знаю, знаю. Уже немного повозился с инструментальными усилителями. Сейчас учусь правильно землю разводить, чтобы через нее сигнал не проникал. Для своих десятков микровольт 10 КГц выбрал AD8221.

Леонид Иванович писал(а):Какой конкретно кабель, сколько там проводников, как они подключены к катушке, как подключен экран?

Постараюсь ответить наиболее полно. Кабели разные по количеству витых пар, от 2-х до 6-ти, что соответствует количеству установленных внутри датчика катушек. Подключения кабелей к датчикам выполнены или непосредственно внутри устройства (датчики поставлялись со смонтированным кабелем) или через соединительную муфту (паяные соединения, герметична). В одиночный экран заключены по две витые пары; соответственно, если в кабеле 6 витых пар, то экранов 3. Все экраны соединены с металлическим корпусом датчика под землей, там же датчики соединены собственно с землей, на поверхности соединений не имеют. Точный тип кабелей указать не могу, датчики и кабели считаются частью единого целого Integrated Seismic Sistem. Подключение к катушкам внутри датчика: одна катушка соответствует одной витой паре, две витых пары в одном общем экране - две разных катушки внутри датчика, соответствующие одной координате (направлению стороны света) X, Y или Z, т.е. имеющие одну и ту же степень свободы. Кабель снаружи имеет влагонепроницаемую ПВХ защиту, имеется общий тонкий экран - фольга.

NETT писал(а):По кабелю передается аналоговый сигнал, который формируется подвижной катушкой, помещенной в магнитное поле внутри датчика. Датчики установлены одноразово в скважинах на глубине до 250 м, залиты бетоном, доступа к ним нет. На поверхность земли выходят только концы кабелей.

Весьма профессиональное решение !!
Приведен фото записанного сеймособытия в Тунисе. (AD623+ADS1242) расстояние катушка усилитель около 1,5 метра,
позже приведу другое фото, где расстояние уже около 5-7 метров и этим одноканальным сигналом практически не пользуемся.

Так или иначе, но мы имеем то, что имеем. Сейсмосистема смонтирована, установлена, налажена, работает. Система весьма гибкая, регистрация событий происходит постоянно. Установлена в большом карьере ГОК-а, сейсмопункты находятся на разных уровнях. Так что мы слышим и видим то, что там происходит. Кроме сейсмики как таковой слышим экскаваторы, насосы, взрывы и прочее. Установкой и настройкой во многом занимались фирменные господа из-за рубежа. Но железо есть железо, и за ним нужен постоянный присмотр. Вот и потребовалось оперативно контролировать работу отдельных датчиков, а у фирменных господ на этот случай ничего предусмотренного не оказалось.

Arpad писал(а):(AD623+ADS1242)

О! У меня вопрос давнишний. А зачем AD623 на входе стоит? ADS1242 есть дифференциальный вход. Есть предусилитель на 128. То есть явно до уровня шумов дотягивает. AD623 - он же шумный сравнительно. Вроде по всем прикидкам без дополнительно ОУ на входе будет лучше?

Форум РадиоКот

Осциллограф для микровольт

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Осциллограф для микровольт

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.

Re: Цифровой осциллограф своими руками.