需求介绍:
测量闪电放电过程中电磁场变化,如下图S为平板天线,天线感应放电过程中的电荷变化,感应信号经调理电路(电荷放大器)处理即可转变为电压信号。
电压信号变化范围大概在-500mv到+500mv之间,信号带宽在10MHz左右,对于小信号-50mv到+50mv在处理传输的过程中可能会受噪声影响,信号的信噪比较低。预期目的拟采用对数放大器将小信号非线性变换,由mv级变换到v级信号,如0.1mv的电压变换后大概为0.7v,这样通过对数变换有利于小信号的检测,在传输的过程中小信号不容易被噪声影响。
遇到的问题是由于输入信号包含负值,需要给输入信号加一个直流偏置信号,因此需要采用直流耦合模式。
Wen Jing:
除非迫不得已;不要做非线性变换。建议本地化放大处理,这样的噪音最低。
对于10M信号;较长距离传递是比较讨厌的问题;尤其是室内雷电测试环境下的辐射非常复杂。用调制解调器可能会更好些。
zhidong jiang:
回复 Wen Jing:
之前的系统采用的是线性放大器,数据传输采用的是光隔离系统,采用光纤传输模拟量,在PC端进行的数字化。但由于光信号传输芯片本身有10-20mv的本体噪声,对于测量值在-50-50mv之间的信号影响很大,所以考虑采用对数放大器,一方面提高了对小信号的检测能力,另一方面可以压缩信号的动态范围。特别是对大信号,在实际测量中可能超过量程饱和输出,利用对数变换可将大信号变换到较小的量级。
不知道这样的需求能否有相关的对数放大器芯片供选择?
另外请问调制解调器是怎么样的方案?
zhidong jiang:
回复 Wen Jing:
之前的系统采用的是线性放大器,数据传输采用的是光隔离系统,采用光纤传输模拟量,在PC端进行的数字化。但由于光信号传输芯片本身有10-20mv的本体噪声,对于测量值在-50-50mv之间的信号影响很大,所以考虑采用对数放大器,一方面提高了对小信号的检测能力,另一方面可以压缩信号的动态范围。特别是对大信号,在实际测量中可能超过量程饱和输出,利用对数变换可将大信号变换到较小的量级。
不知道这样的需求能否有相关的对数放大器芯片供选择?
另外请问调制解调器是怎么样的方案?
Wen Jing:
回复 zhidong jiang:
光纤传模拟量?这个噪音是太大了些。合理的做法是本地放大-A/D再传送。TI有高速A/D可用。
动态压缩10M带宽的对数放大器很难做,一般是用二极管的非线性反馈来搭建的,二极管的寄身电容限制了带宽。
zhidong jiang:
回复 Wen Jing:
因为之前买的数据采集卡是PCI的,所以暂时的方案还是在PC端数字化,在本地进行AD转换的方案也在设计中了。
目前主要是基于现有的系统先做小的改动
1、10M的带宽难做,那如果我降低要求呢,只要5M或者2M带宽的信号?这样的对数放大器芯片有吗?
2、用二极管搭建,是自己搭?还是对数放大器内部的电路结构?
3、我看了下 TI 的对数放大器,有些是射频检波用的,有些是微弱电流检测用的,没有找到符合我条件的。
请问有这种电压型对数跟随放大的芯片吗?
4、因为我的信号中可能会出现负值,所以我要给它加一个直流偏置,对数放大器要能支持直流耦合工作模式
麻烦赐教!
zhidong jiang:
回复 Wen Jing:
请问有无和对数放大器功能类似的 带自动增益控制的放大器?
如过能实现小信号大增益,大信号小增益,那也一样能实现我的目的!
谢谢!
Wen Jing:
回复 zhidong jiang:
这种放大器在音响当中非常常见;很少有通用的。需要你自己用二极管反馈方式自己搭了。