DPScope SE - l’analyseur logique/oscilloscope réel plus simple sur la planète (4 / 36 étapes)

Étape 4: L’étage amplificateur

La prochaine étape pour le signal est l’amplificateur opérationnel (amplificateur opérationnel). Le DPScope utilise le MCP6024 qui a 4 amplificateurs unique dans un seul paquet. Son produit gain-bande passante de 10 MHz (ce qui signifie que pour les petits signaux que vous pouvez obtenir une bande passante de 10 MHz pour le gain de 1:1 ou 1 MHz pour l’amplification de x 10) est plus que suffisante pour nos besoins (quelques 100 kHz au maximum). Pour signaux importants, la vitesse de balayage est en fait le plus important paramètre à regarder depuis qui tend à être le facteur limitant. Le MCP6024 peut faire 7 v/µs, donc il peut couvrir une gamme de 5V en moins d’une microseconde – encore une fois bien suffisante pour la performance requise ici. (Un temps de montée de 1 µs correspond à une bande passante d’environ 330 kHz).

Ce qui est aussi important – le MCP6024 est un amplificateur de rail à rail ce qu’on appelle, c'est-à-dire qu’il fonctionne très bien même si le signal d’entrée ou signal de sortie n’est aller tout le chemin à ses rails d’alimentation (0V et 5V dans notre cas), ou au moins très proche d’eux (quelques mV) tant qu’il n’a pas besoin de grands courants en voiture. Il s’agit en aucun cas une donnée – les amplificateurs plus besoin une marge entre leur niveau de l’approvisionnement et les niveaux de signal maximum et minimum, ils peuvent travailler avec. En tout cas, capacité de rail à rail, notre vie est très facile et permet de garder les circuits simples.

Mais revenons à la chaîne de notre portée du signal : le signal est donné en premier lieu dans un simple non inverseuse amplificateur suiveur (tampon) stade (OP1.1) qui produit une copie 1:1 du signal.  Cette mise en mémoire tampon est également nécessaire parce que constitue l’étage d’entrée est une source de haute impédance qui ne pouvait pas conduire directement de l’ADC (Microchip stipule que l’impédance de source maximale devrait être de 10 kOhm ou moins garantir la décantation de 1 LSB délai un échantillon, et nous devons encore mieux car le champ d’application exécute équivalent temps d’échantillonnage pour les taux de balayage rapide – ce qui signifie que le signal doit régler plus rapidement que l’intervalle d’échantillonnage un « temps réel »).
Le signal de mise en mémoire tampon (sortie de OP1.1) conduit l’une des entrées ADC du micro-contrôleur directement (NIP RC1/AN5), et également RSS la gain d’entrée d’un 01:10 scène (OP1.2, accroché comme un amplificateur non inverseur standard) qui produit un signal amplifié par 10, ce qui va à son tour à une seconde entrée ADC (microcontrôleur NIP RC2/AN6). De cette façon, on peut choisir entre moins d’amplification des signaux d’entrée grandes et grande amplification de petits signaux simplement en disant le microcontrôleur d’échantillon sur la RC1 ou RC2, respectivement, sans l’utilisation d’un relais ou commutateurs (qui ferait la conception plus grandes, plus complexes et plus coûteux).

Le négatif (inversé), entrée de OP1.2 est biaisé à 2, 5V à travers le diviseur R4/R6 puisque tel qu’indiqué dans la section précédente notre masse virtuelle est assis à la moitié de la tension d’alimentation. Le gain de cette étape est donné par R7 et la combinaison parallèle de R4 et R6 comme :

Gain = 1 + R7 / (R4 * R6 / (R4 + R6)) = 1 + 4,53 k / 0.5 k = 10.06

qui est le très proche de la valeur souhaitée de 10 (mieux que la tolérance de 1 % des résistances utilisées en tout cas).