[参考译文] TINA/Spice/LM231：lm231

您好 Ian、

非常感谢。  我的地下室有一个小地震验测仪。  我非常感兴趣的是使用遥测技术在更偏远的地方提供测震器与我的计算机之间的通信。  测震器是一种称为"AS－1"的虹膜设计。  地震计由一个垂直感应钟摆组成、钟摆末端有一个马蹄形磁体、而磁铁内有一个线圈。  钟摆或线圈部分的任何运动都会产生非常小的信号。  我想把测震器放在一个更偏远的地方。  线圈的输出将进入由低通滤波器和高增益放大器组成的放大器。   

我正在为发送器和接收器寻找一个相当简单且直接的电路。  放大器的输出为+-10V。  当地震计产生任何类型的振动时、频率几乎处于直流电平、电压会发生波动。  我想使用 CD4046作为发送器(调制器)、使用另一个 CD4046作为接收器(解调器)。  我不确定要使用的音频频率。  我想保持在300 Hz 到3000 Hz 之间。  我知道互联网上有很多有关 CD4046的信息。  我在理解图形时遇到了一些困难、最小和最大频率的公式似乎不能与计时电阻器/电容器组合的值一同计算。  在搜索有关简单遥测电路的信息时、I cam 会查询 LM331上的信息。   

由于线性度更高、并且设计更加直接、LM331似乎是一个更好的选择。  我希望使用 Multisim (学生版13)对计时电阻器和电容器的值进行实验。  我在 LM331/LM231的 TI 数据表中找到了一个电路。   我正在考虑德州仪器"LMx31x 精密压频转换器"中的两个电路。  调制器电路如第14页的图16所示。  解调器如第15页的图18所示、或另一个电路如 第16页的图19所示。   

我承认我更喜欢业余爱好者、而不是工程师。  我强烈希望了解有关通信电路设计的信息。  我在理解一些有关线性的图形时遇到了一些困难。  用于确定 Rt 和 CT 值的公式似乎足够简单。  我可以订购图16和图18这两个电路所需的器件。  我希望更好地了解电路。   

我想听取你的任何建议。  LM331或 LM231是模拟遥测的理想选择。  对于安静信号(直流电平)和地震会导致的快速扰动、选择合适的频率是多少。  是否有比 LM331或 LM231更好的选择。  我希望保持语音频带的频率范围(300Hz 至3000Hz)。  我不确定 要使用哪种发送器或接收器。  我想将 Abacom 的几个旧射频模块用于发送器和接收器。  我还考虑了将电缆对与音频隔离放大器配合使用、以防止由于每端都有自己的电源而导致接地回路。  

我在日常实用电子产品(EPE)中为 Tina 添加了 SAW。  EPE 既有业余爱好者版、也有学生版。  Tina 如何与 Multisim Student 版本13进行比较。  从您所说的内容来看、我认为 Tina 对于我实践和理解通信电路非常有用。   

再次感谢您、

Richard Phillips

您好 Richard、

显然、LM231/LM331可用于简单的遥测系统、但我们在针对特定应用进行设置方面没有经验。 请记住、LM231/LM331不是宽带宽器件、最高频率为10kHz 或几十 kHz 将是上限。 看来对于与 sesmic 活动相关的极低频率来说，这是足够的。

另一种解决方案是在传感器侧采用模数转换器、在接收侧采用模数转换器。 从传感器侧到接收器侧的传输是数字的、并且不易受到噪声和干扰的影响。 我希望这种方法会导致比 V 至 F/ F 至 V 分辨率更高的测量精度和速度。

我搜索了 TI 资源、了解我们是否可以提供有关遥测主题的任何其他信息。 这是我找到的一个资源。 它可能对您有用：

www.ti.com/.../slyt571.pdf

关于 Multisim Spice 和 TINA Spice、我们了解了需要的内容及其提供的内容。 TINA-TI 是免费的、在几十分钟内即可轻松学习和使用。 但是、与供购买的 TINA 版本相比、它提供的器件模型和分析功能存在限制。 我想说、对于许多应用、TINA-TI 版本将提供所需的一切。 我们每天都会将其用于复杂的仿真。 可供购买的版本提供了附加分析功能、附加型号、PC 板布局等

我们这里没有 Multisim Spice、所以我没有使用过它、但从 NI 网站上看、它似乎是一个非常好、功能非常强大的模拟器。 学生版似乎功能强大、成本低。

此致、Thomas
精密放大器应用工程

您好 Richard、

LM331通常用于遥测。 关键是使用良好、稳定的电容器和电阻器、而不是推动线性限制。

另请查看 LM565和 LM566。 这些是 VCO 和 PLL 块、通常用于通过各种链路将直流到音频带信息传输。 它们现在已经过时，但在剩余市场上广泛存在。

您要尝试执行的操作类似于 LM566数据表中的"IRIG 通道13解调器"。 在数字之前、遥测链路是模拟链路-因此它们可以通过无线电、电话线传输或记录在音频磁带上。 每个"通道"都是不同的载波频率。 但带宽非常有限。

几年前、这里附近的 USGS 在山上安装了远程地震仪、低功耗 UHF FM 无线电链路(~420MHz)返回 Menlo Park。 它们输出的稳定音调约为1kHz、并通过任何运动进行调制。 我可以在扫描仪和良好的天线上拾取它们。 当然、这些功能现在已被基于 GPS 和 LTE 的遥测所取代、但其概念与您尝试执行的操作相同。

如 Thomas 所示、调制带宽存在限制。 接收器将限制其跟踪频率偏差的距离。 USGS 使用的1kHz 音调只有不到几百 Hz 的可用信号带宽。 很可能钟摆不会移动得太快、因此几百 Hz 的带宽就足够了。 从一合一设备看、除非您启动它、否则它不会移动这么快...因此低带宽可能适合您。

动态范围(垂直分辨率)可能对您更重要。 由于调制范围有限、要获得更多的"分辨率"、您需要启动调制(Hz /伏)。 这也会导致漂移和噪声增加、并降低最大振幅。

我倾向于同意 Thomas 的观点-我认为您最好在地震仪上使用一个16位或更大的 A/D 进行数字化、并通过 WiFi 以数字方式发送它。 听起来像是一个很好的 Arduino (或 LaunchPad)项目。 无线扬声器 Arduino 项目是一个很好的起点-因为您只是将低频音频数字化。 谷歌搜索、我敢打赌有人已经做到了...