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.

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