CETDQ801B Tartım Sistemleri için Şarj Yükseltici

CETDQ801B şarj yükseltici giriş yüküyle orantılı bir voltaj çıkışı veren çok kanallı bir şarj yükselticidir. 8 veya 12 kanalı (isteğe bağlı) destekler ve ivme, basınç ve kuvvet gibi mekanik nicelikleri ölçmek için piezoelektrik sensörlerle çalışmak üzere tasarlanmıştır. Su koruma, enerji, madencilik, ulaşım, inşaat, sismoloji, havacılık ve savunma dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Cihaz aşağıdaki özelliklere sahiptir:

1)      Yüksek hassasiyetli, düşük gürültülü, düşük kaymalı ithal bileşenlerle optimize edilmiş devre tasarımı, istikrarlı ve güvenilir ürün kalitesi sağlar.

2)      Giriş kablolarının eşdeğer kapasitansının neden olduğu sinyal zayıflamasını ortadan kaldırır, ölçüm doğruluğunu etkilemeden uzun kabloların kullanılmasına izin verir.

3)      ±5Vp'yi 50mA'de çıkarır.

4)      8 veya 12 sensörden girişi destekler, bir DB15 çıkış arayüzüne sahiptir ve DC 12V'de çalışır.

2. Çalışma Prensibi

CETDQ801B şarj yükseltici, bir şarj dönüşüm aşaması, ayar aşaması, alçak geçiren filtre, yüksek geçiren filtre, son güç amplifikatörü aşırı yük aşaması ve güç kaynağından oluşur. Çalışma prensibi aşağıdaki blok diyagramında gösterilmektedir:

1)      Şarj Dönüşüm Aşaması: Operasyonel amplifikatör A1 etrafında merkezlenmiştir.

CETDQ801B şarj yükseltici, piezoelektrik ivme sensörlerine, kuvvet sensörlerine ve basınç sensörlerine bağlanabilir. Bu sensörler, mekanik nicelikleri orantılı zayıf yüklere (Q) dönüştürür ve son derece yüksek çıkış empedansına (Ra) sahiptir. Şarj dönüşüm aşaması, yükü orantılı bir voltaja (1pC/1mV) dönüştürür ve yüksek çıkış empedansını düşük çıkış empedansına dönüştürür.

o    Ca: Sensörün doğal kapasitansı, tipik olarak birkaç bin pF. Düşük frekans limiti 1/2πRaCa ile belirlenir.

o    Cc: Düşük gürültülü çıkış kablosunun kapasitansı.

o    Ci: Operasyonel amplifikatör A1'in giriş kapasitansı, tipik olarak 3pF.

Şarj dönüşüm aşaması, ABD'den yüksek giriş empedanslı, düşük gürültülü, düşük kaymalı, geniş bantlı hassas bir operasyonel amplifikatör kullanır. Geri besleme kondansatörü (Cf1) dört ayara sahiptir: 101pF, 102pF, 103pF ve 104pF. Miller teoremi'ne göre, girişteki etkin kapasitans C = (1 + K)Cf1'dir, burada K, A1'in açık döngü kazancıdır, tipik olarak 120dB'dir. Cf1 100pF (minimum) olarak ayarlandığında, C yaklaşık 108pF'dir. 1000 metrelik düşük gürültülü bir kablo için, Cc 95000pF'dir. Ca'nın 5000pF olduğu varsayıldığında, Ca, Cc ve Ci'nin toplam paralel kapasitansı yaklaşık 105pF'dir, bu da C'nin 1/1000'idir. Bu nedenle, 1000 metrelik bir kablo ile bile, Cf1'in doğruluğu üzerindeki etki sadece %0,1'dir. Şarj dönüşüm aşamasının çıkış voltajı Q / Cf1'dir, bu nedenle çıkış, ilgili geri besleme kondansatörü ayarları için 10mV/pC, 1mV/pC, 0.1mV/pC ve 0.01mV/pC'dir.

2)      Ayar Aşaması: Operasyonel amplifikatör A2 ve bir hassasiyet ayar potansiyometresi (W) içerir. Bu aşama, farklı hassasiyetlere sahip piezoelektrik sensörler kullanıldığında normalleştirilmiş voltaj çıkışı sağlar.

3)      Alçak Geçiren Filtre: A3 etrafında merkezlenmiş, yüksek frekanslı paraziti etkili bir şekilde ortadan kaldırmak için tasarlanmış ikinci dereceden bir Butterworth aktif filtresi.

4)      Yüksek Geçiren Filtre: Düşük frekanslı paraziti bastırmak için tasarlanmış C4 ve R4'ten oluşan birinci dereceden bir pasif yüksek geçiren filtre.

5)      Son Güç Amplifikatörü: A4 etrafında merkezlenmiş, yüksek hassasiyetle kazanç ve çıkış kısa devre koruması sağlar.

3. Teknik Özellikler

1)      Giriş Özellikleri: Maksimum giriş yükü ±106pC.

2)      Hassasiyet: 0.1-1000mV/pC (kaynak kapasitansı 1nF'de -40 ila +60dB).

3)      Sensör Hassasiyet Ayarı: 1-109.9pC/Birim aralığında şarj hassasiyetine sahip 4 aralık.

4)      Doğruluk:

o    1mV/Birim, 10mV/Birim, 100mV/Birim, 1000mV/Birim.

o    Giriş kablosunun eşdeğer kapasitansı 10nF, 68nF, 22nF, 6.8nF veya 2.2nF'den az olduğunda, hata 1kHz referans koşullarında ±%1'den ve nominal çalışma koşullarında ±%2'den azdır.

5)      Filtre ve Frekans Tepkisi:

o    Yüksek Geçiren Filtre: 0.3, 1, 3, 10, 30 ve 100Hz'lik alt kesme frekansları. Tolerans: 0.3Hz, -3dB ila +1.5dB; 1, 3, 10, 30, 100Hz, -3dB ±1dB. Zayıflama eğimi: -6dB/oktav.

o    Alçak Geçiren Filtre: 1, 3, 10, 30 ve 100kHz'lik üst kesme frekansları. Tolerans: -3dB ±1dB. Zayıflama eğimi: -12dB/oktav.

6)      Çıkış Özellikleri:

o    Maksimum çıkış genliği: ±5Vp.

o    Maksimum çıkış akımı: ±100mA.

o    Minimum yük direnci: 100Ω.

o    Harmonik bozulma: Kapasitif yüklerle 30kHz'in altındaki frekanslarda %1'den az <47nF ve tam ölçekli çıkış.

7)      Gürültü: 5µV'den az (maksimum kazançta girişe göre).

8)      Isınma Süresi: Yaklaşık 30 dakika.

9)      Çıkış Arayüzü: DB15.

10)  Giriş Kanalları: 8 veya 12 kanal.

11)  Giriş Gücü: DC 12V.