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请教：3-30v变化的正弦波信号，怎么做限幅稳压处理？

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楼主
dxm123|  楼主 | 2019-12-5 13:14 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
稳压, 正弦波信号, 电压, 电阻, 二极管
需要把一个3-30v的变化正弦波信号变为5v或者3v的方波信号给单片机采集，信号内阻比较大，大约1兆欧，怎么处理比较合适！
我现在想到的解决方案，感觉不怎么完美，请坛里的模拟高手予以指导。
1。由于信号内阻比较大，我想采用电阻分压，电压跟随器的方式（供电3.3v或者5v），进行阻抗变换，后面进入74HC14整形，但是这个输入信号幅度范围很宽，分压电阻不好选择。
2。跟随器输入端加限幅器件 ？二极管上下钳位？还是用TVS？二极管的漏电电流会不会衰减输入信号？超过钳位电压会削波吧！
水平比较菜 ，想的比较头痛。麻烦大家给些建议。

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沙发
zyj9490| | 2019-12-5 13:37 | 只看该作者
可用MOS管或JFET管接信号端，跟随输出，或高压JFET运放跟随，如果信号源内阻固定不变的话，可用你的方案分压提取。不然有误差，枋心，怎么提取（有精度的）。

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板凳
xmar| | 2019-12-5 14:13 | 只看该作者

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fzyuan 2019-12-5 15:58 回复TA
太复杂了 
地板
dxm123|  楼主 | 2019-12-5 15:31 | 只看该作者
xmar 发表于 2019-12-5 14:13

仿真了一下，波形很不错，我搭个样板试试看，非常感谢~

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5楼
dxm123|  楼主 | 2019-12-5 15:32 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2019-12-5 13:37
可用MOS管或JFET管接信号端，跟随输出，或高压JFET运放跟随，如果信号源内阻固定不变的话，可用你的方案分 ...

谢谢，我查查资料！

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6楼
fzyuan| | 2019-12-5 16:01 | 只看该作者
xmar 发表于 2019-12-5 14:13


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7楼
xmar| | 2019-12-5 16:23 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2019-12-5 16:01

内阻Rs大，加电容不行。电容小了衰减大，电容大了时间常数大，反应太慢。不如改为下图：


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xmar 2019-12-9 09:28 回复TA
@dxm123 ：这个没关系。稳压管就是个过压保护，TVS管也行，并非可靠钳位。 
fzyuan 2019-12-7 09:36 回复TA
而且U2不宜采用04，而应该选用14（带施密特输入） 
fzyuan 2019-12-7 09:35 回复TA
由于信号源特性未知，可能直流电阻为无穷大，所以U2可能没有直流通道，会失效的。 
zyj9490 2019-12-5 16:56 回复TA
因为不是比较器，是数字器件。 
zyj9490 2019-12-5 16:55 回复TA
有个临界，非0，非1的时段，输出毛刺。 
dxm123 2019-12-5 16:34 回复TA
内阻大，电流就小，稳压管好像有最低工作电流，查了一下大部分都在mA级别，这里用稳压二极管不知道稳压效果如何？能够起到稳压作用吗？ 
8楼
wh6ic| | 2019-12-5 17:09 | 只看该作者
首先是你 这个正弦波 的频率是多少  -- 另外这个“正弦波”的波形是否比较好？
其次是你 有没有 输出方波的 相位同步、占空比 要求

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9楼
dxm123|  楼主 | 2019-12-5 17:20 | 只看该作者
wh6ic 发表于 2019-12-5 17:09
首先是你 这个正弦波 的频率是多少  -- 另外这个“正弦波”的波形是否比较好？
其次是你 有没有 输出方波的 ...

正弦波频率50HZ，交流电频率，波形示波器看过，还行 ，相位要同步，不能有太大相位差
其实就是采集交流过零信号。

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YDCMAN 2019-12-7 20:24 回复TA
@YDCMAN ：2楼的电路比例运放改成射随器（上下端限幅在电源电压），后面加一个过零点比较器 
YDCMAN 2019-12-7 20:17 回复TA
相位同步最好过零点检测 
10楼
wh6ic| | 2019-12-5 17:20 | 只看该作者
信号内阻那么大，引线如果较长，需要考虑匹配。
如果不长，并且对相位什么要求不高，可以并联下地一粒30V以上动作的双向TVS保护，再串一粒10K~100K的保护电阻，接MCU的IO口就可以了，30V信号靠片内寄生二极管保护。

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wh6ic 2019-12-5 17:50 回复TA
@dxm123 ：削顶的信号，寄生二极管是接地和Vcc的。 3V时负半周被削，正半周方波会很窄，根本就不是过零了。 
dxm123 2019-12-5 17:32 回复TA
这样是进入单片机的还是正弦波吧，只是衰减了幅度， 
11楼
wh6ic| | 2019-12-5 17:26 | 只看该作者
好在是50Hz的低频信号，用运放电路处理 过零比较 好点（有双极性电源最好，单极性电源也可以处理）。10楼办法就不要用了。

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12楼
dxm123|  楼主 | 2019-12-5 17:35 | 只看该作者
wh6ic 发表于 2019-12-5 17:26
好在是50Hz的低频信号，用运放电路处理 过零比较 好点（有双极性电源最好，单极性电源也可以处理）。10楼办 ...

谢谢指导！

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13楼
xch| | 2019-12-5 22:38 | 只看该作者
本帖最后由 xch 于 2019-12-5 22:46 编辑

3V输入时波形
30V 输入时波形
300V 输入时波形
2V 输入时波形

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14楼
dxm123|  楼主 | 2019-12-5 23:38 | 只看该作者
xch 发表于 2019-12-5 22:38
3V输入时波形
30V 输入时波形
300V 输入时波形

图文并茂，非常详细，
让你费心了，非常感谢！

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15楼
oufuqiang| | 2019-12-6 09:37 | 只看该作者
直接找一个带施密特的IO输入端，直接接一颗100K电阻，加两个4148钳位就行了。

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16楼
YDCMAN| | 2019-12-7 20:26 | 只看该作者
oufuqiang 发表于 2019-12-6 09:37
直接找一个带施密特的IO输入端，直接接一颗100K电阻，加两个4148钳位就行了。 ...

提取的是相位，不能用斯密特触发器

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17楼
oufuqiang| | 2019-12-9 10:47 | 只看该作者
YDCMAN 发表于 2019-12-7 20:26
提取的是相位，不能用斯密特触发器

没注意看他后面说的是过零检测，那要准确的相位除了上比较器还能有什么选择，基本没有了，老实上比较器吧。

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18楼
xiaxingxing| | 2019-12-12 21:59 | 只看该作者
xmar 发表于 2019-12-5 14:13

反相器输出端的波形相对于原波形有点相位延迟，要怎么解决这个问题呢？谢谢！

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19楼
xmar| | 2019-12-13 09:12 | 只看该作者
xiaxingxing 发表于 2019-12-12 21:59
反相器输出端的波形相对于原波形有点相位延迟，要怎么解决这个问题呢？谢谢！ ...

用高速比较器。

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20楼
QWE4562009| | 2020-1-15 14:32 | 只看该作者
xch 发表于 2019-12-5 22:38
3V输入时波形
30V 输入时波形
300V 输入时波形

300V不会把5551击穿吗  ？

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