Amplifique la onda cuadrada de .7Vpp a la onda cuadrada de 5Vpp almacenada en un cable de 15-50 pies

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Tengo un sensor que emite una onda cuadrada de .7Vpp a 36kHz-60kHz. Necesito tomar esa onda cuadrada y amplificarla a 5Vpp, lo más cerca posible de 0V a 5V rieles. Luego, necesito enviar esa señal a través de un cable largo, de 6 a 50 pies, dependiendo de dónde esté usando el sensor y que la onda cuadrada siga siendo agradable y cuadrada cuando llegue al otro extremo.

Tengo un único suministro de + 5VDC para trabajar.

Actualmente puedo obtener una buena onda cuadrada usando un comparador LM311P, pero cuando trato de conducirlo por un cable largo, termino con una onda que parece una aleta de tiburón.

¿Debo adoptar un enfoque diferente todos juntos en lugar del comparador, o hay algo que pueda poner entre el comparador y el cable largo para ayudar a la señal?

Esto es un poco de una simplificación de lo que estoy haciendo, pero básicamente es lo que estoy haciendo ahora. NOTA: el BJT que se muestra es en realidad parte del comparador LM311P. Además, la fuente de 1V es en realidad 5V.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Aquí está la salida de aleta de tiburón a 36 kHz, aproximadamente 5Vpp, que estaba describiendo:

    
pregunta Jonathan Adams

3 respuestas

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El circuito que estás usando puede conducir el cable muy rápidamente al nivel bajo, pero solo sube lentamente al nivel alto porque R1 limita la corriente disponible para cargar la capacidad del cable. La corriente máxima que va a estar obteniendo en su cable es de aproximadamente 3.3 mA.

Una solución es, en lugar de almacenar en búfer con la combinación Q1 / R1, use un IC de búfer / controlador como SN74LVC1G126 . Esto puede suministrar hasta 32 mA de corriente, ya sea fuente o hundimiento. Tendrá que calcular la longitud del cable y la capacitancia por pie si eso le dará velocidades de borde adecuadas para su aplicación.

    
respondido por el The Photon
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El comparador que está utilizando es una salida de drenaje abierto, lo que significa que solo descarga la corriente y usa la resistencia para elevar la línea.
Esto significa que tiene una impedancia de salida desigual, y que la alta impedancia de salida es igual a la resistencia pullup (1.5k en su circuito)

En pocas palabras, necesita una unidad de menor impedancia y ayuda si la unidad OH / OL es similar. La razón para necesitar una impedancia más baja es que cuanto más larga es la línea, más capacitancia (entre los conductores de la línea) la salida necesita cargar.

Puede cambiar el comparador a uno con una salida push-pull decente (es decir, un MOSFET PNP y NPN o P-ch y N-ch trabajando juntos) o puede almacenar la salida con una puerta lógica con una unidad decente. o incluso paralelos algunos juntos.

Aquí hay una simulación aproximada con la puerta que representa su comparador, con una entrada de onda cuadrada de 36 kHz y una estimación de capacitancia de línea en el peor de los casos de 2nF (Cline). En la traza superior, la puerta se establece en una salida alta de 1.5kΩ, y en la traza inferior se establece en 20Ω. Puede ver la pendiente esperada de "aleta de tiburón", ya que tarda más en subir, y luego una diferencia considerable cuando se cae la impedancia.

    
respondido por el Oli Glaser
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Tal vez debería replantearse esto: ¿por qué no simplemente enviar la señal 0.7Vp-p por el cable y luego usar un comparador en el extremo receptor para restaurarlo? Yo sugeriría un comparador MAX999 en el extremo opuesto porque es muy rápido y oscila cerca de 0V y + 5V.

Si no puede agregar ningún circuito en el extremo lejano, aún así, usaría el MAX999 para bajar el cable, o, si insiste en que 5Vp-p use un controlador CMOS de la serie AC como el de TI. Salida de la unidad de disco de 24 mA 74AC86: elegí esto porque designé algo en el otro día y creo que puede obtenerlo en un paquete equivalente de una sola puerta.

    
respondido por el Andy aka

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