Verstärker 12

Quelle1)

Die Verstärker-PCB 12 sollte für alle magnetischen Schleifenantennen und alle Ferritstabantennen verwendet werden. Es benutzt vier einzelne 5-Volt-Rail-to-Rail-Operationsverstärker-ICs für jeden Kanal. Die Eingänge des Verstärkers sind beendet durch Dämpfungswiderstände von 2,2kΩ. Dies führt zu einer realistischeren Strommessung für Loop-Antennen und reduziert Eigenresonanzen. Bei größeren Loop-Antennen kann der Dämpfungswiderstand sein parallel zur Antenne auf 100Ω- 300Ω abgesenkt. Eine Koaxialkabelantenne kann mit 75Ω terminiert werden. Die erste und dritte Stufe des Verstärkers werden durch programmierbare Verstärker (PGAs) realisiert MCP6S91 von Microchip. Die Verstärkung dieser Verstärker wird durch eine serielle Peripherieschnittstelle gesteuert (SPI) und kann für jeden MCP6S91 zwischen 1 und 32 eingestellt werden. Die zweite Stufe verwendet den Doppelopamp MCP6292 von Microchip. Die beiden Operationsverstärker dieses IC realisieren einen Besssel-Hochpass Filter mit einer Grenzfrequenz von ungefähr 1 kHz. Dieser Filter wird durch zwei aktive Sallen-Key realisiert Filter Schaltungen. Der zweite Operationsverstärker des MCP6292 erhöht zusätzlich die Verstärkung um ein Faktor von 4 auf Version 12.3. Nach dieser Stufe ein Besssel-Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von ungefähr 50 kHz wird platziert. Dieser Filter wird durch eine passive Tiefpassfilterkette der Ordnung fünf realisiert. Die letzte Stufe wird durch den Ausgangstreiber LMH6642 von Texas Instruments realisiert. Diese Phase erhöht zusätzlich die Verstärkung um den Faktor 10. Die maximale Gesamtverstärkung des Verstärkers beträgt etwa 76dB. Der maximale Ausgangsstrom beträgt 75 mA. Das Blockdiagramm, Schaltplan, Leiterplatte und eine bestückte Leiterplatte des Verstärkers PCB 12 Version 3 sind in Abbildung 28, 29, 31 und 32 dargestellt.

Die für die PCB 12 Version 3 benötigten elektronischen Bauteile sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Die Antenne ist an den Klemmenblock angeschlossen. Wenn Sie Ferritstabantennen mit lackierten Drähten verwenden, sollten Sie die abisolierten Drähte zu größeren Kupferdrähten verlöten, die von den Klemmenschrauben erfasst werden können. Bearbeiten

Das Serial Peripheral Interface (SPI) zur Einstellung der Verstärkung der PGAs wird vom Atmel ATmega8 gesteuert Mikrocontroller. Die Verstärkung kann entweder manuell über ein Potentiometer oder automatisch eingestellt werden durch die Anschaltbaugruppe. Es ist eine digitale Verstärkungsregelung in beiden Fällen. Wenn die grüne LED mit der Bezeichnung C leuchtet, ist die Die Verstärkung wird vom Controller eingestellt, wenn sie ausgeschaltet ist, wird die Verstärkung manuell eingestellt. Die manuelle Verstärkungsregelung funktioniert wie folgt. Ein Potentiometer dient zur Einstellung einer variablen Spannung zwischen 0 und 5 Volt gemessen von einem der A / D-Wandler des ATmega8 Mikrocontrollers. Es bestimmt aus dem Adjusted spannen die entsprechenden digitalen Verstärkungswerte und senden sie über die serielle Peripherie an die PGAs Schnittstelle. In diesem Fall kann die Verstärkung in 12 Schritten eingestellt werden, die durch den gelben LED-Verstärkungsindex angezeigt werden in Tabelle 2 gezeigt.

Der RJ45-Modularstecker wird verwendet, um den Verstärker mit der Anschaltbaugruppe zu verbinden. Sie sollten ein geschirmtes 1: 1-CAT 5e-Netzwerkkabel verwenden. Die Länge des Kabels kann bis zu 30 Meter betragen. Dies ermöglicht uns, den Verstärker in der Nähe der Antennen weit weg von lauten Umgebungen zu platzieren.

Die Ausgangsteststifte können verwendet werden, um den Ausgang des Verstärkers zu überwachen. Dies ist nützlich, wenn Sie ein Oszilloskop oder eine Soundkarte anschließen möchten, um den VLF-Ausgang zu analysieren, ohne den Verstärker von der Anschaltbaugruppe zu trennen.

operational amplifiers IC1, IC3, IC5, IC7 MCP6S91 SMD SOI8
IC2, IC6 MCP6292 SMD SOI8
IC4, IC8 LMH6642 SMD SOI8
IC9 ATMega8
LEDs Power LED LED 3mm (red)
Control LED LED 3mm (green)
Gain LEDs 1,2,4,8 LED 3mm (yellow)
Diodes D1, D2, D3, D4 1N4148
Resistors, metal 1%, 0207 R3, R13, R18, R28 100kΩ
R6, R21 68kΩ
R5, R7, R12, R20, R22, R27 22kΩ
R2, R4, R14, R17, R19, R29, R31 10kΩ
R8, R23 6.8kΩ
R1, R9, R16, R24, R32, R33 2.2kΩ
R10, R11, R25, R26 1kΩ
R34, R35 330Ω
R15, R30 47Ω
Resistor network, star, 6-1 RN1 1kΩ A102
Potentiometer P1 50kΩ
Capacitors, electrolytic, 5mm C33, C34 470µF
Capacitors, electrolytic, 2mm C15, C30 2.2µF
Capacitor, ceramic, 2.54mm C1, C2, C7, C11, C12, C13, C14, C16, C17, C22, C26, C27, C28, C29, C31, C32, C35 100 nF (104)
C3, C18 22 nF (223)
C4, C6, C19, C21 10 nF (103)
C10, C25 6.8 nF (682)
C5, C20 4.7 nF (472)
C9, C24 2.2 nF (222)
C8, C23 470 pF (471)
Inductors, ferrite, 5mm L5 470/330µH
Inductors, SMCC L2, L4 3.3mH
SMCC L1, L3 1.5mH

Tabelle 1: Die Liste der elektronischen Bauteile für Verstärker 12 Version 3


Tabelle 2: Verstärkungsindex der Verstärker-PCB 12

Während des normalen Betriebs versorgt der Controller den Verstärker über das Ethernet-Kabel. Aber für die Beim ersten Hardware-Check sollten Sie den Controller nicht anschließen, sondern die USB-Buchse am Verstärker anschließen. Nach dem Anschluss eines 5V USB-Netzteils sollte die rote Betriebsanzeige-LED und die vier leuchten Gelbe LEDs des Gain-Indexes sollten viermal blinken. Die grüne LED sollte aus sein. Ein paar Sekunden später sollten die vier gelben LEDs die eingestellte Verstärkung anzeigen. Wenn das Potentiometer gedreht wird dann sollte der neue Verstärkungswert angezeigt werden, siehe auch Tabelle 2. Die grüne LED leuchtet nur, wenn der Verstärker von der Anschaltbaugruppe angesteuert wird. In diesem Fall gelbe LEDs haben keine Bedeutung. Eine manuelle Verstärkungseinstellung ist nicht möglich, wenn die Verstärkung durch gesteuert wird Der Controller.

12.2 Erste Veröffentlichung
12.3 Zusätzlicher Verstärkungsfaktor 4 im Hochpass hinzugefügt
Geänderte IC2 und IC6 zu SMD Versionen
Mehr Platz zwischen L1 / L2 und L3 / L4
12.3b geringfügige Layout Änderungen
12.3c 12.3c geändert IC1, IC3, IC5, IC7 to SMD

Tabelle 3: Änderungsprotokoll der Verstärker-PCB 12


Figure 28: Block diagram of Amplifier PCB 12 Version 3


Figure 29: The complete circuit diagram of Amplifier PCB 12 Version 3


Figure 30: The Printed Circuit Board of Amplifier PCB 12 Version 3


Figure 31: Assembly Diagram of Amplifier PCB 12 Version 3


Figure 32: An assembled Amplifier PCB 12 Version 3