Синхронный детектор, Измерения Опции

[Г0ризонт]

Приветствую коллеги!
Решаю интересную , на мой взгляд ,задачку. Комплексное измерение некоторых величин. Одна из них это измерение толщины жидкой , прозрачной среды на поверхности чего либо.
Голову пришлось поломать не слабо!инфы перелопатил Кучу! Пришел к такому методу.
Думаю суть ясна из структурной схемы . Если нужно , опишу.
Суть : Нужен синхронный детектор. Который на картинке состоит из ключа 4066 и генератора (генератор общий для модулятора и детектора) Модулятор и детектор работают в такт . В фазе .
Так вот, является ли данная поделка синхронным детектором ?))) Я на скорую руку накидал на макете , впрде работает, на исследование схемы времени не было уже. Прошелся по каскадам осциллом и все . Работает как предполагалось вроде. Интересны любые размышления по данному вопросу .


(IMG:https://i.postimg.cc/WqGRhrNc/image.jpg)


На фотке макет приёмной части. Осциллограмма, это напряжение на выходе последнего усилителя ДО ФНЧ. В момент освещения фото транзистора модулированным по амплитуде инфракрасным светодиодом
(IMG:https://i.postimg.cc/Kkg77D3w/1000031264.jpg) (IMG:https://i.postimg.cc/7Jkz38kJ/1000031265.jpg)

Это типа как в радио, приёмник прямого преобразования, только фолны длинной 820нм и модуляшка десятки кГц

[Тайфун]

Всем здравствуте. Игорь, аналогия про ПРМ прямого преобразования не подходит. Эта схема в таком варианте конечно же и есть синхронный (фазовый) детектор, только он сравнивает не модулированную частоту, а как бы две несущих, одна из которых опорная. На выходе после фнч будет пост. составляющая, величина и знак которой будет зависеть от прошедшей через среду ( пленку). Это, как элемент ФАПЧ. Чтобы схема выделяля модулированную частоту, несущей должна была бы выступать частота излучения светодиода, т.е. Терагерцы. Или возможно по другому- сделать несущую сотни кГц, и управлять ею ПТ ключом, а вторую промодулировать чесным АМ модулятором и в таком виде подать на светодиод. Тогда детектор выделит именно модуляционную частоту.

[Г0ризонт]

Что то никак не хотел удовлетворительно работать синхронный детектор на ключах 4066. Сделал на SA612. Другое дело, с полтычка. Даже без ФВЧ И ФНЧ в тракте работает удовлетворительно. Захватывает конечно всякого, но не сильно, основной модулированный сигнал хорошо выделяет.
Но тут другая проблема - Балансировка. Надо крутить резистор чтоб нуль установить.
Как бы уйти от этого?

[Alex 11]

А причина сего безобразия? Температурный дрейф?

[Володя]

А почему вообще опора к 1 выходу подключена? Это что-то типа обратной связи или что?

(IMG:https://i.ibb.co/x8h2s9JX/sa612a.png)

[Г0ризонт]

На первый вывод подаётся амплитудномодулированный сигнал принятый фотодиодом и усиленный операционном. Опорный сигнал подаётся от генератора которой модулирует излучающий светодиод. Сигнал опоры синхронный по фазе с входым сигналом. Только опорный прямоугольный.

Алексу. Поставив одинаковые резисторы ОУ, ничего не работает. Резисторы 1% . Подстроечником добиваюсь нуля на выходе при максимальной чувствительности.
При отсутствии сигнала точно не балансируется, на выходе остаётся 10мВ . Но сигнал то нужно ещё усилить раз в 100 , для подачи для измерения на МК. Вот во втором усилителе пришлось сдвинуть выход к земле подачей на инвертирующий вход некоторого напряжения. Тогда сигнал ставится в нуль и диапазон выходного напряжения 0-1в , что достаточно.
Как вот без этого резистора обойтись?
Схему нужно будет залить компаундом и закатать в асфальт))))
Если китайский переменный начнёт отваливаться - всё пропало.
Мож хороший переменник поискать?

вот инфа отсюда

[Володя]

На первый вывод подаётся амплитудномодулированный сигнал

Так я же не о входе спрашивал, а о ВЫХОДЕ1 (он же 4 лапа).
Или ответ не мне, не очень понял...

[Г0ризонт]

4,5 лапы выходы, с них идёт на входы оу

[Alex 11]

Мож хороший переменник поискать?

Я сразу подумал ОУ плывет. А если просто сместить нужно, то проще всего хороший резистор. Что то вроде советского СП-5, с палладиевым ползунком. В этом случае сохранится и возможность подстройки. В добавок можно применить ОУ с малым дрейфом.

[Утюг]

Как бы уйти от этого?

Привет, имхо по теме...
Мне кажется балансировать это где-то в середине диапазона выходного сигнала- это тупиковый вариант, балансировать надо в нуле.

Для этого есть два варианта,
1 - берем из Полякова цифровой фазовращатель на 90 градусов... из него получаем два сигнала, смещенных на 90 градусов, один идет в передатчик, а другой в детектор приемника...
в итоге перемножение этих двух сигналов дает ноль, а смещение в любую сторону фазы - дает отклонение от нуля на выходе...

и 2 - если использовать сигналы в одной фазе, то лучше использовать элемент xor для детектирования, тогда два сигнала в одной фазе дают ноль, а любое отклонение фаз уводит сигнал из нуля в плюс.

Перед детектором должен быть усилитель-ограничитель, чтобы убрать влияние амплитуды.

И для балансировки в ноль лучше корректировать фазу! можно немного корректировать фазу сигнала тактирующего детектор - rc цепочкой, чтобы компенсировать суммарную задержку в цепях приема передачи и волноводов...

Еще момент, если используется простой рассеянный свет, то он отражается от дна под разными углами и это может сильно размазывать фазу... и влиять на точность измерений. В идеале там лучше использовать лазер.

И по поводу того что там в 100 раз усиливать... чтобы увеличить чувствительность, я бы предложил увеличить частоту тактирования хотябы раз в 10 или больше, по хорошему длинна волны задающего генератора должна быть на порядок больше максимального измеряемого расстояния, чтобы фазы за 90 градусов не перекручивались и при этом была максимальная чувствительность.

[шлямбур]

... вот вам синхронный детектор !!... схема сделана в 2018 году!!
... хранил на всякий случай... (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif)
... микруха SA612A (SA602A)