Ik zou voor school de ultrasone geluiden geproduceerd door tandwielen moeten detecteren. Hiervoor had ik gedacht aan een sensor van SensComp series 600. Nu staat er in de datasheets iets over 200V bias voltage, ik weet niet goed wat dit wil zeggen. Ik zou graag een voorversterker van 20-40-60dB maken voor deze sensor. Het is de bedoeling dat het signaal ingelezen kan worden in een DAQ van NI. Zijn er mensen met ervaring in het ontwerpen van voorversterkers met groot frequentiebereik? Hebben jullie tips en links voor mij?
Alvast bedankt,
Maarten
De bias van 200V weet ik al voor wat het nodig is. Maar een goede voorversterker heb ik nog niet gevonden.
zoiets?Dat zou best kunnen, maar aan welke eisen moet de 200V= voldoen? Er gaat toch wel iets van lekstroom lopen, zou ik denken, al was het maar in de micro-ampères? En hoe stabiel moet het zijn?
Ik voel in alle geval iets voor een extra serieweerstand R1' met een extra elco C1' naar massa, kwestie van er toch wat meer brom uit weg te houden. Of zelfs een stevige spoel in serie, zoals in buizenversterkers?
En direkte voeding uit het net heeft een ernstig nadeel: de hele schakeling wordt nu "onaanraakbaar". Gezien het beperkte vermogen toch maar een bescheiden 1:1 trafo toepassen?
Denk er ook aan, de "+"-ingang van de opamp aan de halve voedingsspanning te hangen, of aan de massa als je de opamp symmetrisch voedt.
Overigens: de netspanning is alweer een poos 230V~ geworden...
rbeckers
Overleden
Minimaal een CR voor de + ingang en parallel aan de R twee diodes, een antiparallel, plaatsen.
Probeer of een 40V bias voldoet.
3 opamps i.p.v. 1.
@big_fat_mama:
- De transformator plaatsen is een goed idee, misschien zelfs een van 1:2 zodat ik een 160V als BIAS spanning kan toepassen. Normaal gezien moet dat zeker ook volstaan.
- Misschien moet ik nog een hoog doorlaat filter plaatsen zodat de frequenties van 50hz niet mee worden versterkt.(zo worden de eisen voor de bias spanning lager denk ik) De sensor moet toch ook geen laagfrequente geluiden waarnemen.
- Waarom zou jij een extra weerstand en elco plaatsen? Wordt de spanning hierdoor extra afgevlakt?
@rbeckers
- Wat bedoel je met een CR hangen voor de + ingang? Voor de waarden moet ik dan rekening houden met het filtergedrag van de schakeling zeker?
- Waarvoor de diodes in antiparallel plaatsen?
Bedankt voor de hulp
rbeckers
Overleden
Achter C2 moet nog een weerstand, dus een CR combinatie, en dat is een hoogdoorlaat filter.
De diodes beveiligen de opamp.
Jawel, een hoogdoorlaatfilter is een goed idee, helemaal akkoord met rbeckers.
En nogmaals jawel, de extra R en C waar ik aan denk gaan de 200V= verder afvlakken. Mijn R1' komt dus in de horizontale lijn van C1 naar R1, en mijn C1' gaat van het knooppunt R1/R1' naar massa. Ergens meen ik me te herinneren dat je nu met kleinere elco's toekomt, waar je bv. eerst een 100 uF nodig had kan het nu met 2 stuks van 10 of 22 uF; bij zo'n hoge spanningen is dat verschil wellicht relevant. De buizenspecialisten kunnen hier ongetwijfeld meer over vertellen.
Maar sta me doe mijn vraag te herhalen: welke eisen worden er gesteld aan de 200V=?
-) 200 +/- hoeveel percent?
-) hoeveel rimpel toegestaan (ik denk eigenlijk dat dat niet zo relevant gaat zijn, met het eerdervernoemde filter)
-) hoeveel stroom te leveren, weinig of heel weinig?
[Bericht gewijzigd door big_fat_mama op (20%)]
Ik heb een nieuw schema getekend, met de aanpassingen die jullie voorstellen denk ik.
Ik zou denken dat de 200= spanning niet aan al te strenge eisen moet voldoen omdat de wijzigingen in de spanning te wijten zijn aan deze fluctuaties toch eruit gefilterd worden, spreek mij tegen als je denkt dat dit geen goed plan is. De microfoon is in feiten een condensator die varieert van 100-500pF met de geluidsgolven. Er moet dus volgens mij een zeer kleine stroom geleverd worden? Voor dit onderzoek zijn eigenlijk de geluiden boven de 10khz tot 100khz pas interessant.
Vergelijkend met je eerdere schema zijn er aan de voedingskant nu 2 elco's ipv 1; maar er zijn nog steeds twee weerstanden. Om mijn idee uit te voeren zou je de doorverbinding tussen de "hete" kanten van je nieuwe C0 en R1 moeten vervangen door een derde weerstand. Dat is ook echt wel nodig want zoals je nu tekent gaat C0 al het signaal van de "microfoon" naar massa kortsluiten, dat is niet de bedoeling.
En je hebt het hoogdoorlaatfilter nog niet ingevoerd, en de plus-ingang van de opamp heeft nog steeds geen dc-instelling.
Of R2 nodig is dat kan ik niet zo zeker zeggen, dat heeft te maken met de impedantie van de microfoon en die is niet medegedeeld; maar als hij er moet zijn, zet hem dan links van C2 ipv rechts ervan. Technisch maakt dat niet uit, een serieschakeling is een serieschakeling, maar het ziet er logischer uit, voor mij toch minstens.
Voeg nu een R3 toe, van de plus-ingang van de opamp naar de massa, deze zorgt voor de DC-instelling van de opamp. En verklein C2 gevoelig, die gaat dan met R3 het hoogdoorlaatfilter vormen. De berekening daarvan laat ik even aan anderen over...
En het lijkt me dat de antiparalelle diodes tussen de beide opampingangen bedoeld zijn maar ook dat wordt beter door iemand anders bevestigd.
en als ik nog effe mag muggeziften: voor de trafo bedoel je 2:1 ipv 1:2, denk ik...
Het signaal zal aan een NI DAQ aangesloten worden en deze heeft de mogelijkheid om ook negatieve spanningen te meten. Moet er dan nog een DC instelling van de opamp gebeuren?
rbeckers
Overleden
De anti parallelle diodes zitten goed.
(veel opamps hebben al zwakke diodes tussen de + en de - ingang)
Hoeveel opamps heb je nodig voor de versterking?
Ik heb een paper gelezen die een grote versterking en grote frequentiebereik opamp gebruiken. Ze gebruiken maar één opamp voor 40dB versterking. Ik denk dat ik 2 opamps ga gebruiken voor dezelfde versterking te verwekelijken. Of raad je er mij 3 aan? Moet er voor de 2de opamp ook een diode beveiliging?
rbeckers
Overleden
Dat hangt o.a. van het type opamp af. 2 of 3 is gemakkelijker dan een.
2e opamp heeft geen diodes nodig.
MGP
LDmicro user.
Hallo Maarten, ik heb hier zulke sensors liggen die uit een professioneel controletoestel komen.
Het zijn electrostatische sensors, kunnen dienen als zender en ontvanger.
De voeding moet dus heel weinig stroom kunnen leveren.
Op de print staan er 2 x 1M smd weerstanden in serie met de sensor (waarschijnlijk vanwege de hoge spanning) en er wordt aan de sensor afgetakt met een 22nF/400V condensator en op de uitgang staat dan nog 100pF.
Tussen de 2 weerstanden staat er ook nog een C van 22nF/400V naar de GND.
Misschien kun je hier eens mee beginnen.
Edit: dit alles zit volledig in een metalen behuizing en als je in een productieomgeving moet meten zal een cilindrische behuizing meer dan nodig zijn, zoiets als een richtmicrofoon.
meer foto's: sensors komen uit de houtindustrie, grote foto ziet er vuiler uit dan in werkelijkheid door de macrofoto.
http://users.telenet.be/hlmaster/MGPelec/P1010629.JPG
http://users.telenet.be/hlmaster/MGPelec/P1010632.JPG
http://users.telenet.be/hlmaster/MGPelec/P1010633.JPG
http://users.telenet.be/hlmaster/MGPelec/P1010638.JPG
Zitten deze componenten standaard op de sensor? Ik heb de sensor nog niet daarom weet ik het nog niet.
MGP
LDmicro user.
Nee, je koopt enkel dat stukje in die aluminiumhouder.
Edit: dat zijn metalen houdertjes, waarin een goudkleurige folie geïsoleerd zit opgespannen.
[Bericht gewijzigd door MGP op (47%)]
Als ik het goed begrijp is deze sensor gevoelig genoeg om zonder voorversterker te gebruiken? Enkel een 200V BIAS aanleggen en het onderstaande schema? Heb jij deze microfoon zelf gemaakt?
Dank voor de hulp 
MGP
LDmicro user.
Zoiets kan ik niet maken.
Ze komen uit een professioneel toestel, dat zie je aan de printen.
Elke microfoon heeft een voorversterker nodig.
Deze sensor heeft 200Vdc nodig omdat het een elektrostatisch type is.
Een beetje zoals een elektret micro.
Edit: als je wilt mag je die op de (zichtbare) foto gratis hebben tegen verzendingskosten, maar ik ben niet 100% zeker of die sensor goed is.
Dat zijn namelijk onderdelen die preventief vervangen werden, maar meestal werkten die nog perfect.
Vandaar dat ik er enkele heb gevraagd om mee te experimenteren, maar het komt er niet van en ik kan er dus wel 1 missen.
Dus enkel de sensor, ronde behuizing en ronde print, de voorversterker en voeding moet je zelf maken en daar heb ik geen schema's van.
Je profiel is niet volledig ingevuld en ik weet niet of je in BE of NL woont voor de verzendkosten.
Mail mij indien interesse.
Dank je voor je aanbod, ik heb je een mailtje gestuurd.
Weet jij misschien of de 200Vdc heel stabiel moet zijn of dat er een kleine rimpel mag opzitten?
De microfoon kan het niets schelen. Maar zo'n rimpel is gelijk audio.
Normaal vlak je de voeding dus goed af. Dat kan ook gemakkelijk, want stroom heb je toch niet nodig.
De voeding moet voor audio wel hoogohmig zijn, niet laagohmig. Dus eindigen met een serieweerstand, niet met een parallelcondensator.
Je kunt ook voeden in serie met een spoel of afstemkring voor de gewenste frequentie, eventueel zelfs een transformator. Bij jouw frequenties zijn die maar klein.
Het hoeft trouwens geen 200V te zijn. 200V is het maximum. Het datablad noemt het wel tegelijk de 'suggested' spanning, maar geeft zèlf de eigenschappen op zoals gemeten bij 150V.
MGP
LDmicro user.
Dat kan ik niet zeggen hoe stabiel die spanning moet zijn, maar aangezien de stroom heel beperkt is en de weerstanden op de print heel groot zijn vermoed ik van niet.
Maar je zult het proefondervindelijk moeten vaststellen en het hoeft waarschijnlijk ook geen 200V te zijn, minder zou ook kunnen maar dat is allemaal uw schoolwerk.
Ik ga uw mailtje beantwoorden als ik de verzendkosten weet, nu eerst naar het vuurwerk gaan kijken (Waregem steeple chase) 