Усилитель сигнала датчика тока в положительной шине питания IC1 обеспечивает простой метод объединения в соединительных кабелях подсистем низкоскоростных тактовых или иных сигналов с постоянным напряжением питания (Рисунок 1). Микросхема IC1, предназначенная для контроля тока заряда и разряда аккумуляторов, выдает 0.5 мА на каждый ампер тока нагрузки, протекающего через ее внутренний токоизмерительный резистор RSENSE, подавляя при этом синфазные шумы напряжения питания. Встроенный в микросхему токоизмерительный резистор выдерживает непрерывный ток до 3 А. Микросхема рассчитана на напряжения питания от 3 до 36 В.
 |
|
| Рисунок 1. | Используя микросхему усилителя сигнала датчика тока положительной шины питания (IC1) нетрадиционным способом, можно объединять в кабелях сигналы синхронизации или данных с постоянным напряжением питания. |
На Рисунке 1 изображена подсистема, которая получает питание от своей хост-системы и одновременно передает тактовый сигнал обратно по тому же проводу. Схема использует тактовый сигнал в удаленной системе для модуляции тока питания через драйвер с открытым коллектором или через дискретный транзистор и RMOD – коммутируемое сопротивление нагрузки. В хост-системе микросхема IC1 создает на резисторе RIV напряжение, которое соответствует мгновенной сумме тока питания и тока модуляции. Элементы RINTEG и CINTEG фильтруют это напряжение, смещая напряжение на опорном выводе компаратора до уровня, отслеживающего средний ток источника питания. Поскольку сигнал колеблется выше и ниже этого опорного уровня, на выходе компаратора формируются восстановленные тактовые импульсы. Резистор RHYST добавляет небольшой гистерезис для обеспечения чистого восстановления тактовых импульсов.
IC2 – это КМОП компаратор с rail-to-rail входами в корпусе SOT23-5. Такой диапазон входных напряжений позволяет выбирать величину сопротивления RIV относительно свободно – следует рассчитывать примерно на 1 В/А тока нагрузки на каждые 2 кОм сопротивления. Входное смещение самых дешевых версий LMC7211 может достигать ±18 мВ. Таким образом, сначала надо выбрать такие сопротивления резисторов RMOD и RIV, чтобы напряжение модуляции на RIV составляло 50 мВ или более, а затем выбрать значение RHYST, чтобы получить несколько дополнительных милливольт сдвига в этом узле при изменении состояния компаратора. Ни одно из этих сопротивлений не является критическим.
Чтобы схема работала так, как ожидается, ток питания удаленной системы должен быть относительно постоянным, за исключением преднамеренной модуляции. Медленные изменения тока источника питания не вызывают проблем, если компоненты интегратора выбраны тщательно. Произведение RC интегратора должно быть примерно в 10 раз больше периода импульсов тактового генератора. При использовании КМОП компараторов, таких как IC2, сопротивление резистора RINTEG удобно выбрать равным примерно 1 МОм. Для CINTEG можно использовать керамические или пленочные конденсаторы, чтобы свести к минимуму риск выхода из строя из-за утечки конденсатора.
Схема также может передавать данные, если они содержат незначительные изменения постоянного смещения или если компоненты интегратора заменить на источник фиксированного смещения. Это изменение, конечно, означает, что после калибровки не допускается существенное изменение тока источника питания.
Время нарастания и спада выходного сигнала IC1 составляет приблизительно 4 мс, что практически совпадает с временем отклика компаратора IC2. Емкость CLOAD, шунтирующая питание удаленной системы, может накладывать верхний предел тактовой частоты, поскольку эта емкость ограничивает скорость модуляции тока питания. Постоянная времени равна CLOAD × (RSENSE + RCABLE).
Величина RSENSE в микросхеме IC1 составляет менее 0.07 Ом, а последовательное сопротивление кабеля RCABLE зависит от приложения. При желании расширить границы возможностей схемы к RSENSE в этом расчете необходимо добавить эквивалентное последовательное сопротивление источника питания, сопротивления разъемов и любых других связанных с ними резистивных элементов.
Купить LMC7211 на РадиоЛоцман.Цены
