Tengo una fuente que crea una onda sinusoidal suave en el rango de ± 100 mV a 1-15Hz.
Debido a las distancias, necesito amplificar la señal a al menos ± 5 V, y también debo mantener la forma de la señal si es posible. Preferiblemente ± 12V, pero me han dicho que ± 5V también funcionará.
¿Cómo puedo hacer esto? Un ingeniero eléctrico hará el trabajo real en este equipo, pero necesito tener algún conocimiento para poder coordinar las cosas.
La solución que viene a la mente es un op-amp que funciona con rieles de alimentación de +/- 15V dc. Esto producirá salidas de señal de hasta +/- 12V sin ningún problema. La mayoría de los amplificadores operacionales harán esto.
Un op-amp puede configurarse para tener ganancia, es decir, amplificará la señal, y en su solución necesitará amplificar esto por un factor de 12 / 0.1 = 120. Esto es un poco de ganancia de voltaje cuando considera la frecuencia más alta de la señal de entrada, por lo que debe tomarse la precaución de elegir el dispositivo adecuado.
EDITAR: malinterpreté la frecuencia máxima como 15kHz cuando en realidad es solo 15Hz, por lo que el siguiente párrafo es inadecuado para este trabajo, pero en general es útil: -
El producto de ganancia de ancho de banda (GBP) debe superar los 1,8 millones (120 x 15e3), y para minimizar la distorsión a 15 kHz, diría que el GBP debe ser más como 10 millones para estar seguro. / p>
También debe considerar qué compensaciones de CC pueden estar presentes en la señal de entrada. Dice que la frecuencia más baja es 1Hz (¿o quiere decir 1kHz?) y si desea mantener algún nivel de CC en esta entrada que debe ser factorizado en el diseño.
Si no desea mantener los niveles de dc, puede volverse más complejo ya que tiene que filtrar "en" la señal mientras "ignora" el dc. Circuitos como este pueden distorsionar la forma de onda de las señales de baja frecuencia, por lo que se debe tener cuidado al elegir los componentes de valor correctos.
Como el objetivo parece ser la detección a distancia, de una serie de máximos, ya sea una onda sinusoidal o un tren de pulsos, este es un enfoque alternativo que podría ser más simple:
Use un comparador como el LM111 o una versión más reciente y mejorada , para convertir la forma de onda del sensor de efecto Hall en una serie de pulsos, estableciendo el umbral de comparación alrededor de la mitad del rango de voltaje de la señal de entrada.
Usa la salida para dirigir directamente un bucle actual al extremo receptor, por ejemplo. El LM111 puede sumir o generar suficiente corriente para " encender lámparas o relés, conmutar voltajes de hasta 50V a corrientes de hasta 50 mA " (de la hoja de datos). No se necesitan transistores de disco ni MOSFET !
Este Current Loop es un mecanismo de señalización de larga distancia estándar y robusto utilizado en sistemas industriales, como el 4-20mA. y sistemas de 10-50mA. Desde la página de WikiPEdia, " Los bucles actuales se pueden usar en distancias moderadamente largas (decenas de kilómetros), y pueden interconectarse con enlaces aislados ópticamente. ".
El mecanismo de bucle de corriente es menos sensible a la interferencia que cualquier otra solución de transmisión de voltaje comparable, y la solución de detección y transmisión de un solo IC descrita anteriormente es difícil de superar.