LP-05
УСИЛИТЕЛЬ-НОРМАЛИЗАТОР СИГНАЛА ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ГИДРОФОНА
| Характеристики тракта предусилителя | |
| Количество каналов | 1 |
|
Коэффициент передачи на частоте 200 Гц при амплитуде входного дифференциального сигнала: - До ±5 мВ (линейный участот передаточной характеристики), номинальное значение - Свыше ±5 мВ до ±800 мВ (нелинейный участок передаточной характеристики, свыше ±300 мВ c ограничением напряжения в цепи датчика) |
120 Спадает с 120 до 2 при повышении напряжения |
| Типичные значения границ полосы частот пропускания дифференциального входного сигнала (снятая с применением эквивалента датчика), по уровню -3 дБ |
От 3 до 11000 Гц |
| Характеристики датчика | |
|
Собственная ёмкость датчика: - Оптимальная - Максимальная при сопротивлении датчика по постоянному току более 10 МОм - Максимальная при сопротивлении датчика по постоянному току 1 МОм |
25 до 60 нФ 65 нФ 140 нФ |
| Характеристики входов питания | |
| Рабочий диапазон напряжений (U+VA) питания по входу +VA | От +10 В до +15 В |
| Рабочий диапазон напряжений (U-VA) питания по входу -VA | От -15 В до -10 В |
| Ток потребления по входам питания -VA, +VA | Не более 13 мА (при ненагруженном выходе OUT+) |
| Предельно допустимые напряжения на входах питания +VA, -VA | ±36 В на входе +VA относительно -VA |
| Устойчивость к неправильной полярности напряжения питания +VA, -VA | Имеется |
| Входные характеристики предусилителя | |
| Тип входа (IN+, IN-, AGND) | Дифференциальный |
| Типичное значение шума в полосе частот пропускания, приведенное ко входу, измеренное на эквиваленте датчика 50 нФ | 1,0 мкВ |
| Коэффициент подавления синфазного сигнала | Не хуже 80 дБ. на частоте 50 Гц |
| Диапазон напряжения синфазного сигнала (UCM =0,5*(UIN++UIN-) в линейном режиме | -0,2...+0,2 В |
|
Диапазон дифференциального сигнала - в линейном режиме - в нелинейном режиме |
±5 мВ Свыше ±5 мВ до ±300 мВ |
|
Входное сопротивление при входном напряжении не более 50 мВ: - дифференциальное - синфазное |
950 кОм 5 MОм |
|
Предельно допустимое входное напряжение: на IN+, IN- относительно AGND на IN+ относительно IN- |
±0,95 В при токе менее 0,2 А (долговременно) ±0,95 В при токе менее 0,2 А (долговременно) |
| Выходные характеристики предусилителя | |
| Типы выхода | 1) Выход напряжения "с общей землёй". 2) Выход напряжения дифференциальный с ложной второй фазой |
| Выходное сопротивление при подключении "с общей землёй" | 50 Ом |
| Выходное сопротивление дифференциального сигнала | 100 Ом |
| Выходной диапазон напряжений (OUT+ относительно OUT-, OUT+ относительно AGND) без нагрузки на выходе (максимальное нижнее значения и минимальное - верхнее) | -2...+2 В |
|
Модуль величины постоянного напряжение смещения на OUT+ относительно OUT- или AGND (на линейном участке передаточной характеристики), типичное значение в нормальных условиях |
Не более 1 мВ |
| Типичное значение выходного тока короткого замыкания по выходу OUT+ | 13 мА |
| Устойчивость к короткому замыканию выхода OUT+ | Обеспечивается |
| "Горячее подключение" со стороны разъёма выходов и питания | Обеспечивается |
| Характеристики конструкции | |
| Разъемы, входной и выходной | РС-7 (Ответные разъемы прилагаются (2 шт.)) |
| Конструктив | Металлический корпус диаметром 18 мм, длиной 70 мм |
| Степень защиты оболочки | IP50 |
| Условия эксплуатации | |
| Рабочий температурный диапазон | -40....+60 °С |
| Исполнение | Индустриальное |
LP-05 является специализированным усилителем и нормализатором сигнала от пассивного (без внутренней электроники) пьезокерамического гидрофона.
Модификация "1" усилителя предназначена для подключения к пассивным пьезокарамическим гидрофонам с собственной ёмкостью от 25 до 60 нФ и (желательно) с симметричным дифференциальным выходом.
Несколько LP-05-1 может быть запитано от цепей выходного питания ±15V АЦП LTR24, LTR22, E14-140(-M), E-502, L-502 при условии непревышения рабочего выходного тока этих АЦП.
Технически возможны другие модификации LP-05 в рамках аналогичной конструкции, отличающиеся другими входными, выходными и передаточными характеристиками, оптимальные для других гидрофонов, в рамках других измерительных задач. Возможно герметичное исполнение.
- Разъём РС7, вилка с кожухом – 1 шт.
- Разъём РС7, розетка с кожухом – 1 шт.
Кабели от разъёмов X1 и X2 усилителя должны располагаться по разные стороны от усилителя.
При установке усилителя важно обеспечить экранирование входной сигнальной цепи (прежде всего, участка цепи, который находится не в воде), соединение экрана кабеля с контактирующим с водой корпусом (на стороне датчика) и с цепью AGND (на стороне усилителя), как показано на схемах подключения разъёма X1.
Если усилитель и гидрофон проходят предварительные испытания не в воде, то вся не экранированная часть кабеля гидрофона и сам гидрофон должны быть помещены внутрь электропроводного экрана (контактирующего с экраном кабеля) для избежания возможной значительной наводки электромагнитных полей промышленной частоты. Следует также учесть, что на воздухе гидрофон имеет значительно меньшую собственную емкость, по сравнению с паспортным значением, что может привести возрастанию шумов в тракте измерения, если емкость цепи датчика окажется существенно ниже рекомендованных значений для LP-05.
Функциональная схема усилителя LP-05-1
На схеме стрелками показаны входные и выходные цепи усилителя, жирной линией выделена цепь общего провода усилителя
X1 – Разъём подключения кабеля датчика:
X2 – Разъём подключения кабеля АЦП и источника питания.
A1 – Диодный узел защиты входа.
A2 – Узел усилителя с высокоомным дифференциальным входом.
R1 - R3 – Резисторы, определяющие входное сопротивление усилителя по постоянному току.
R4, R5 – Согласующие резисторы в выходной цепи предусилителя.
Назначение цепей на разъёме X1:
- AGND – цепь общего провода;
- IN+, IN- – неинвертирующий и инвертирующий входы предусилителя соответственно (совместно с AGND образуют дифференциальный вход);
- n/c – контакт не подключён.
Назначение цепей на разъёме X2:
- AGND – цепь общего провода;
- +VA, -VA – вход питания усилителя A1 от 2-полярного источника питания с общим проводом – AGND;
- OUT+, OUT- выходные цепи предусилителя (OUT+, AGND образуют выход напряжения с общей землёй; OUT+, OUT- , AGND образуют дифференциальный выход напряжения с ложной второй фазой);
- n/c – контакт не подключён.
Нижняя частота полосы частот пропускания тракта гидрофона определяется свойствами пьезокерамического датчика при сопротивлении нагрузки 950 кОм со стороны входа LP-05.
Постоянная времени цепи датчика, определяющаяся ёмкостью датчика и кабеля, входным активным сопротивлением LP-05 и собственным активным сопротивлением датчика, не должна превышать 70 мс, в противном случае в области низких частот полосы пропускания может возникнуть подъём АЧХ и неустойчивость работы усилителя.
Диагностические признаки при эксплуатации.
- Узел усилителя A2 при правильной работе обеспечивает уровень постоянного выходного напряжения смещения на OUT+ в пределах ±1 мВ. Контроль величины этого напряжения смещения (с временем усреднения не менее 5 с) является значимым диагностическим признаком правильной работы усилителя в линейном режиме.
- Наличие на выходе усилителя OUT+ большого постоянного напряжения, приближающегося к напряжению питания, может свидетельствовать об обрыве цепи AGND от двуполярного источника питания.
Разъёмы LP-05
(вид со снятыми кабельными частями)
 |
№ конт. |
Цепь | Назначение |
| 1 |
n/c |
Не подключен | |
| 2 | n/c | Не подключен | |
| 3 | n/c | Не подключен | |
| 4 | AGND | Цепь общего провода | |
| 5 | n/c | Не подключен | |
| 6 | IN+ | Неинвертирующий вход напряжения | |
| 7 | IN- | Инвертирующий вход напряжения | |
 |
№ конт |
Цепь | Назначение |
| 1 | n/c | Не подключен | |
| 2 | n/c | Не подключен | |
| 3 | -VA | Вход отрицательного напряжения питания усилителя | |
| 4 | AGND | Цепь общего провода | |
| 5 | +VA | Вход положительного напряжения питания усилителя | |
| 6 | OUT+ | Выход "+" усилителя | |
| 7 | OUT- | Выход "-" усилителя |
Все цепи разъёмов X1, X2 изолированы относительно корпуса LP-05.
Предупреждения:
- Кабельные части разъёмов PC7, входяшие в комплект поставки, требуют паяных соединений проводов сечением не более 0,5 мм2.
- Со стороны разъёма X1 цепь экрана кабеля гидрофона следует заземлить. При отсутствии гальваноразвязки у подключенного оборудования со стороны разъёма X2 следует принимать специальные меры для предотвращения сквозных токов по цепи общего провода (AGND).
Типичные подключения к разъёму X1
|
1.1. Пьезокерамический датчик с симметричным 3-проводным выходом (основная схема подключения)
|
Данная симметричная схема подключения обеспечивает лучшее соотношение сигнал-помеха, по сравнению со схемой п.2.1, поскольку используется свойство дифференциального входа – подавалять синфазную помеху. Пьезорекерамический датчик PD должен быть подключён ко входу LP-05 экранированным кабелем. Для проверки уровня собственного шума LP-05 вместо датчика может быть подключен экранированный плёночный конденсатор 50 нФ, подсоединённый по аналогичной схеме. |
|
1.2. Пьезокерамический датчик с несимметричным 2-проводным выходом
|
Пьезорекерамический датчик PD должен быть подключён ко входу LP-05 экранированным кабелем. |
|
1.3. Простейший эквивалент датчика
|
Для проверки АЧХ, коэффициента передачи LP-05 может служить простейший эквивалент датчика в виде экранированного источника заряда Q, содержащего источник напряжения U и плёночный конденсатор С=50 нФ. |
Типичные подключения к разъёму X2 выходной сигнальной цепи
|
2.1. Дифференциальный вход АЦП
|
Это наилучшая (по достижимому соотношению сигнал-помеха ) схема соединения LP-05 с АЦП, использующая дифференциальную цепь подключения (с парной цепью, подключенной к OUT+, OUT)-. При подключения АЦП с коммутацией каналов в многоканальном режиме оптимальное волновое сопротивление дифференциальной пары должно быть 100 Ом. Это важно для минимизации коммутационного эффекта. |
|
2.2. Псевдодифференциальный вход АЦП
|
Эту схему обычно применяют только тогда, когда при подключении к одному АЦП с коммутацией каналов нет возможности подключить по дифференциальной схеме (п.2.1). Экранирование в данной схеме обязательно. Желательно применение кабеля с волновым сопротивлением (по цепи OUT+) 50 Ом. |
|
2.3. Вход АЦП с общей землёй
|
Цепь GND32 существует только в случае 32/16-канального АЦП с входным коммутатором каналов. В E20-10 роль входных цепей X(Y) выполняют цепи соответствующего разъёма Analog. По аналогичной схеме могут быть подключены модули LTR210.
|
Типичные подключения к разъёму X2 цепей питания
 |
Обеспечьте схождения цепей в точке А. При подключении предусилителя к LTR в качестве двуполярного источника питания можно использовать модуль LTR00. |
 |
В данной схеме ток питания предусилителя не должен превышать максимальный ток нагрузки соответствующиъ цепей питания АЦП.
|
Сообщения не найдены