電圧ダブラ付きの同期検波器。スキーム、説明

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電圧を倍増する同期検波器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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単一のマイクロ回路を使用して高調波信号の両方の直交成分を検出できるようにする、電圧倍加を備えた全波同期検波器のスキームが示されています。

同期検波により、受信信号の振幅と位相の情報が得られるほか、付随するノイズも抑制できます[1]。このため、現代の技術ではさまざまなタイプの同期検出器が広く使用されています。ただし、同期検出器の失敗したバージョンを使用すると、期待した結果が得られない可能性があります。

まず第一に、半波同期検波器の使用に対して警告する必要があります [2]。図 1 にその図を示します。

図。 1

これは、電子（または機械）キー Kl と単純なローパスフィルター RC で構成され、抵抗器 R の役割は、ほとんどの場合、入力信号源と公開キーの内部抵抗によって実行されます。

米。図２はその動作を示しており、一目瞭然である。このような検出器の欠点は、入力電圧 Eux に有効信号とともに、有効信号の周波数よりもはるかに低い周波数の交流電圧 (たとえば、周波数の超低周波ノイズ) が存在することで明らかです。入力段）。

図。 2

図上。図３は、そのような電圧の正の半波を示す。

図。 3

図からわかるように、干渉電圧はほとんど妨げられることなく半波同期検波器を通過し、周波数選択性を奪います。

全波同期検出器は、入力信号 [3] の偶数または奇数の半サイクルを後続の加算で反転します。これにより、有用な信号変換係数が増加するだけでなく (図 4)、図 5 に示すように、(信号に対して) 低周波電圧からの干渉も排除されます。 XNUMX.

図。 4

図。 5

全波同期検波器の方式にはさまざまな種類が公開されています [3-5]。一般に、これは電子スイッチによって実行される、検出信号の半周期を反転入力と非反転入力に交互に供給する差動オペアンプです。したがって、有用な信号の XNUMX つの成分を検出するには、多数の抵抗器やコンデンサ (「ストラップ」) を考慮せずに、オペアンプチップとアナログキーチップ (または個別の電界効果トランジスタ) が必要です。

著者は、電圧を倍増した全波同期検波器のより単純で効率的な方式の使用を提案しています。これは、電圧を 6 倍にするよく知られた全波ダイオード整流器 [6] に基づいており、整流ダイオードが電子スイッチに置き換えられています。このような回路ソリューション (図 XNUMX) は自明であるにもかかわらず、著者が知っている文献にはまだ見つかっていません。

図。 6

ここで、有用な信号の奇数の半サイクルでは、コンデンサ Cfl がその振幅値まで充電され、偶数の半サイクルでは、受信した電荷と合わせて有用な信号が出力に供給されます。デバイス。図上。図 7 は、電圧 561 倍化を備えた全波同期検出器の実装例を示しています。この検出器は、K1KP4052 アナログスイッチの単一マイクロ回路上の有用な信号の同相成分と直交成分を検出します (外国のアナログは CDXNUMXBC マイクロ回路です)。

図。 7

有用な信号周波数 f およびその 2 倍の周波数 XNUMXf を持つスイッチング電圧は、通常、周波数シンセサイザーまたはマイクロコントローラーを使用して簡単に取得できます。

提案された検出器は、数十ヘルツから数十キロヘルツの周波数で数十の磁力計や金属検出器で使用されており、十分に実証されています。

文学

J.マックス物理測定における信号処理の方法と技術、第 2 巻 - M.: ミール、1983 年。
V.A.ボグデンコ。小型センサーを備えたフェロプローブ磁力計。機器と実験技術、1993 年、No. 3、157 ～ 160 ページ。
G.ペチン。キー同期検出器。 Circuitry、No. 3,2003、14、p。 15-XNUMX。
V. S. グトニコフ。測定装置に統合された電子機器。 - L .: Energoatomizdat、1988。
A.I.シチェドリン。宝物や遺物を探すための新しい金属探知機。 - M.: ホットラインテレコム、2003 年。
A. A. クリコフスキー（編）。アマチュア無線のハンドブック。 - M.: GEI、1961 年。

著者: Yu.Reutov、エカテリンブルグ

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Erg
写真は記事と一致しません。

Диаграмма
2Erg ありがとうございます。修正しました。

ワンテック
本当にすごいです。それが当てはまらないのは不思議です。しかし、それでも、私は別の方法でコンデンサをオンにします。 XNUMXつの出力がグランドにあり、XNUMX番目の出力がマルチプレクサのスイッチング「接点」にある小容量のコンデンサ（条件付きでポンピング）を配置することをお勧めします。この場合、マルチプレクサの「コンタクタ」のXNUMXつをURF（入力）に接続し、もうXNUMXつをフィルタリング（出力、比較的大容量）コンデンサに接続する必要があります。

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