A nulla torzításérzékelő nagy érzékenységet eredményez nanopower fogyasztással

A rádiófrekvenciás azonosító címkéknek, az „ébresztő” hívást észlelő és adatlöketet visszaadó áramköröknek hónapokig vagy évekig nagyon alacsony nyugalmi árammal kell működniük, ugyanakkor elegendő akkumulátort kell tartalékolniuk a bejövő hívások fogadásához. A legkisebb méretnél a legtöbben az ultramagas frekvenciatartományban működnek, ahol a mikroteljesítményű vevő áramkör kialakítása problémás. Az ismert technikák, mint például a közvetlen átalakítás, a szuperregenerálás vagy a szuperhetrodin túl sok tápáramot fogyasztanak az akkumulátor hosszú élettartama érdekében. A jobb módszer egy egyszerű térerőmérőkből kölcsönzött technika: egy hangolt áramkör és egy diódadetektor. Az 1. ábra a teljes áramkört mutatja, amelyet 445 MHz-en teszteltek a koncepció bizonyítására. Ez az áramkör néhány fejlesztést tartalmaz a szabványos L/C-ostoros térerőmérőhöz képest. A hangolt áramköröket nem könnyű megépíteni vagy vezérelni UHF-en, ezért átviteli vonalat használnak a detektordióda (1N5712) és a negyedhullámú ostorantenna illesztésére. A 0.23 λ-os átviteli vonalszakasz az 1pF (350 Ω) dióda csatlakozási kapacitását virtuális rövidzárlattá alakítja az antenna alján. Ugyanakkor a vett antennaáramot feszültséghurokká alakítja a diódán, kiváló érzékenységet biztosítva.     1. ábra Nanoenergiás térdetektor. Az érzékelő dióda előfeszítése javíthatja az érzékenységet1, de csak akkor, ha a diódát külső egyenáramú ellenállás terheli. Az 1N5712 alapos görbe-nyomjelző vizsgálata azt mutatja, hogy az ideális diódaegyenletet követi, millivoltos és nanoamperos skálákkal. Nulla előfeszítésű dióda használatához az origónál a külső komparátor áramköre nem terhelheti az egyenirányított kimenetet. Az LTC1540 nanoteljesítmény-komparátor és referencia jó választás ehhez az alkalmazáshoz, mert nem csak nem terheli a diódát, hanem csak 300 nA-t vesz fel az akkumulátorból. Ez tízszeres javulást jelent az akkumulátor élettartamában az előfeszített detektorsémákhoz képest.10 A bemenet CMOS, a bemeneti előfeszítési áram pedig a bemenet és a föld közé csatlakoztatott kis ESD védőcellában lévő szivárgásból áll. A bemeneti szivárgás a pikoamper tartományban van, míg az 2N1 több száz pikoampert szivárog. A dióda bármely egyenirányított kimenetét maga a dióda tölti be, nem pedig az LTC5712, és az érzékenység megegyezik egy terhelt, előfeszített detektoréval. Az egyenirányított kimenetet az LTC1540 komparátor figyeli. Az LTC1540 belső referenciája körülbelül 1540 mV-os küszöbérték beállítására szolgál az invertáló bemeneten. A komparátor kimenetén lévő felfutó él egy lövést indít el, amely ideiglenesen engedélyezi a válasz-visszaadást és bármely más impulzus funkciót. A teljes tápáram 18 nA, amely mindössze 400 mAH akkumulátor-élettartamot fogyaszt öt éven keresztül. A monolitikus egylövések jelentős terhelési áramot vonnak el, de a '7 ebben a tekintetben a legjobb. A különálló NAND-kapukból felépített egylövés elhanyagolható energiát fogyaszt. Az érzékenység kiváló, és az áramkör körülbelül 4047 mW-ot képes érzékelni egy 200 láb magasságban lévő referencia dipólusról. A hatótávolság természetesen a működési frekvenciától, az antenna irányától és a környező akadályoktól függ. Az érzékenység független a tápfeszültségtől; ez a vevő ugyanolyan jól működik 100 V-os elemmel, mint egyetlen lítium cellával. Az átviteli vezeték hossza nem skálázódik a frekvenciával. A dióda reaktanciájának csökkenése miatt az elektromos hossz a frekvencia növekedésével csökken. Állítsa be a vezeték hosszát a minimális betáplálási pont impedanciához az üzemi frekvencián. Ha impedanciaanalizátort használnak a vonal mérésére, akkor a diódát 9pF-os kondenzátorral lehet helyettesíteni, hogy elkerüljük magában a diódában a nagy jelhatásokat. Tekintse meg a gyártó adatlapját a dióda impedanciájának pontos jellemzéséhez a kívánt frekvencián. Jegyzetek 1 Eccles, WH Wireless Telegraphy and Telephony, második kiadás. Ben Brothers Limited, London, 1, 1918. oldal. 272 Lee, Mitchell. "A torzított érzékelő nagy érzékenységet biztosít rendkívül alacsony energiafogyasztás mellett." Lineáris technológia VII:2 (1. február), 1997. oldal.

Hagyjon üzenetet 

Üzenetlista