Jak zaprojektować detektor pola magnetycznego z zasilaniem 1.1V i poborem 4mA?

Witam stanąłem przed koniecznością zaprojektowania detektora pola magnetycznego wytwarzanego przez inne urządzenie. Cały problem polega na tym ze całość musi być zasilana jedna bateria cynkowo powietrzna i dodatkowo musi! Być mikroskopijnie mała(1.5cm2). napięcie wyindukowane w cewce ma amplitudę ok 100uV i częstotliwość 100kHz. Próbowałem zrobić na tranzystorach ale zmiany napięcia od 1.5V do 1.1V znacząco wpływa na czułość układu. Na jakieś rozbudowane układy polaryzacji to nie ma miejsca a stabilizator na napięcie 1V to nie bardzo wiem jak zrobić. Myślałem o wzmacniaczu operacyjnym ale nie łatwo dostać taki, który możne pracować na napięciu 1V. Pobór prądu przez cały układ to max 4mA.
Wyjście powinno być cyfrowe tzn. Żeby jednoznacznie było można ocenić czy pole jest czy nie. I to chyba wszystko.
Proszę o pomoc bo już długo siedzę nad tym problemem i nie mogę sobie sam dać rady.
Z góry dziękuje za pomoc i POZDRAWIAM

Przeniosłem z Konstrukcje DIY. [c_p]

Wydaje sie, ze mozesz siedziec jeszcze znacznie dluzej, ale nic nie wymyslisz. Moim zdaniem, napiecie 1.1 V do zasilania ukladow polprzewodnikow jest za niskie. Moze nie jestem calkiem au courant, ale nawet przetwornic zasilanych z 1.1 V jeszcze nie ma.
Kaz

Witam dziękuje za szybka odpowiedz lecz musze sie nie zgodzić. urządzenie działa ale albo przy napięciu 1.5V a przy 1.1V juz nie lub odwrotnie 1.1V dziala a przy 1.5V juz sie wszystko nasyca. wzmocnienie tranzystorów(napięciowe układ WE) nie daje za dużych możliwości przy tak niskim napięciu zasilania. ale jakoś aparaty słuchowe zasilane dokładnie taka sama bateria sa a ponadto działają nawet dość długo.

Nu pawciu, jezeli takowe sa, to nie moge temu zaprzeczac. Ale wzmocnienie przy tak niskim napieciu jest zadne. Nie pojmuje, po co uzywac tak niskiego napiecia. Co nie ma akumulatorkow 3V?

zgadza się wzmocnienie jakie udaje się uzyskać to max 20 X na tranzystor. 5 tranzystorów załatwia w zasadzie sprawę ale niestety ja nie bardzo potrafię wyeliminować wpływu napięcia zasilania na cale wzmocnienie co uniemożliwia prace całości w skrajnych stanach baterii. niestety te baterie są jedynymi znanymi mi źródłami prądu, które maja rozmiar baterii od zegarka i pojemność 180mAh przy prądzie rozładowania 3mA. potrzebne mi to jest to do urządzenia, w którym nie ma miejsca na nic większego a ja nie mogę w nie ingerować także nie mogę pobierać z niego prądu! a całość zasilana jest i tak z baterii i musi działać co najmniej 3h.

Tak, powiedzialbym, ze w tym ukladzie musisz zastosowac zrodla pradowe do stabilizacji pradow spoczynkowych. To jest chyba rozwiazanie. Zajrzyj do technik stosowanych we wzmacniaczach operacyjnych, lustra pradowe, itd. Procz tego, nie wiem jak obliczyles to 20X na stopien, dla mnie wzmocnienie napieciowe to spadek napiecia na rezystorze obciazajacym kolektor do 25 mV(okolo). W twoim ukladzie, aby wzmacniac moc (o to idzie najczesciej) wazne jest wzmocnienie pradowe.
Kaz

Musze się zgodzić z tymi źródłami prądowymi oczywiście jestem świadomy ze tak należy zrobić niestety na to nie ma miejsca w tak ograniczonej przestrzeni jaka dysponuje. Zgadzam się również z tym ze należny wzmacniać moc, ale co mi po prądzie 10A przy 100uV amplitudy jak miałbym to wykorzystać?

"Wzmacnianie mocy", nie oznacza dla mnie wzmaniania jedynie pradu, ale pradu i napiecia. To ty wiesz, na ile musisz wzmocnic jedno i drugie.
Nie ma dla mnie innej metody ustabilizowania twego wzmacniacza. Jezeli ta jest niemozliwa, to bylbym bliski powiedzenia, ze projekt jest nierealny.
Kazik

Stabilizację wzmocnienia (i wszystkich charakterystyk wzmacniacza) zwykle uzyskuje się przez użycie
ujemnego sprzężenia zwrotnego. Tylko to zmniejsza wzmocnienie, więc trzeba użyć więcej tranzystorów.

znam zasady budowy wzmacniacza, ale żeby to wszystko miało sens to przy tranzystorach, które posiadam wzmocnienie będzie równe 5x na stopień. czyli powiedzmy 10 tranzystorów jest potrzebne. dodatkowo przy każdym po 5 rezystorów i cały układ robi się bardzo skomplikowany. mi by zależało na jakim chytrym rozwiązaniu, które przy małej liczbie elementów da jako takie rezultaty. myślałem żeby zrobić coś w stylu wejścia shmita tylko ze źródłem prądowym w obwodzie emitera. ale nie wiem czy to cos da bo jeszcze nie liczyłem. teraz próbuję po prostu stworzyć prosty stabilizator napięcia do obwodów polaryzacji.

Tu może bym miał jakieś koncepcje: jest układ LM334 - nazywa się, że to jest źródło prądowe, ale tak naprawdę
to ma trzy końcówki: V- ADJ V+, przez V-, która jest na minusie, płynie dość mały prąd, znacznie większy płynie
pomiędzy V+ i ADJ (najlepiej, żeby ten prądy był od 10µA do 1mA); a układ pilnuje, żeby napięcie między ADJ i V-
było około 64mV (i to zależy od temperatury - jest proporcjonalne do temperatury bezwzględnej w stopniach K).
Ta zależność od temperatury jest nawet pożądana - skompensuje zależność działania tranzystorów od temperatury
(wzmocnienie napięciowe tranzystorów jest odwrotnie proporcjonalne do temperatury, a wprost proporcjonalne do
prądu - jeśli prąd będzie proporcjonalny do temperatury, to wzmocnienie będzie od niej niezależne, i o to chodzi).

Te "64mV" ten LM powinien dostać ze spadku napięcia na oporniku około 20R, przez który ma płynąć cały prąd, jaki
pobiera układ tranzystorowy. Jakiekolwiek jego odchylenie spowoduje zmianę prądu tego LM-a - należy go podać na
tranzystor(y) tak, by zmienić prąd, jaki pobierają; ponieważ LM wymaga minimum 0.8V do poprawnego działania (jest
zalecane minimum 1V), to trzeba jakoś przesunąć napięcie - może przy pomocy dodatkowej diody.

Ale być może można to zrobić na tranzystorach - tylko lepiej takich, które są w układzie scalonym - mam na myśli
taki układ, który ma w środku 5 tranzystorów, CEMI robiło taki pod nazwą UL1111, ale chyba ze względu na wymóg
miniaturyzacji trzeba będzie zastosować jakąś wersję SMD, bo zwykła obudowa 14-pin sama z siebie jest za duża.
Zasada jest taka, że jak przez dwa identyczne tranzystory płyną prądy I i 2*I, to różnica napięć emiter-baza będzie
proporcjonalna do temperatury (precyzyjne wzorce napięcia robi się wykorzystując jeszcze zależność napięcia
emiter-baza od temperatury - że zmniejsza się z temperaturą; suma w odpowiedniej proporcji jest stała).
Kiedyś próbowałem wymyślić, jak zrobić układ wzorca o małym poborze prądu - miało to być zastosowane
do oceny rozładowania akumulatora - właśnie w taki sposób. Poszukaj tego układu, może ci się przyda.

Musze przyznać ze myślałem o podobnym rozwiązaniu ale ciężko jest znaleźć jakieś napięcie odniesienia poniżej jednego wolta. Ja chciałem zrobić stabilizator na tranzystorze fet i rezystorze lub zwiększyć wzmocnienie dodając stopień odwracający fazę, ale to narazie tylko przemyślenia. Tu muszę zaznaczyć, ze dokładne miejsce jakie posiadam to dwa koła tzn. w dwóch warstwach po 1cm średnicy i w tym musi się zmieścić bateria zegarkowa o średnicy 6mm. Także układy 14pinowe nawet smd odpadają. Ja jeszcze rozważałem życie podwójnego wzmacniacza operacyjnego na 1V nawet znalazłem ale kopić się nie da.

Układów dających napięcie odniesienia poniżej 1.24V nie ma; na 1.24V jest LM4041-ADJ (i LM4041-1.2, ale ten
zachowuje się jak zenerka na 1.24V, więc znacznie mniej daje się na nim zrobić). Poza tym stabilizacja napięcia
nie rozwiązuje problemu, bo układy zasilane tak niskim napięciem są wrażliwe na zmiany temperatury.

LM334 w wersji SMD ma 5x6mm, grubość 1.7mm; i pozwala rozwiązać problem z zależnością od temperatury.

Robienie układu stabilizacji na tranzystorach - to grozi problemami, jak będą między nimi różnice temperatury.

Układy 14-pinowe mają długość 20mm w standardowej obudowie, 10.5mm duże SMD, 5.1mm małe SMD (ale
szerokość razem z nóżkami może być 6.6mm, grubość 1.2mm, no i rozstaw nóżek 1/40 cala = 0.65mm).

Witam!

Napisz lepiej (jesli to nie tajemnica wojskowa ), do czego to potrzebujesz, bo może problem da się rozwiazać całkiem inaczej.

Pozdrawiam
PS Nie wiem dlaczego bawisz się w cewki, skoro na rynku są dostępne bardzo czułe (wykrywają zmiany linii sił pola magnetycznego Ziemi) i małe (obudowa SOP8) czujniki pola magnetycznego, np. KMZ51.

Całość potrzebna jest do przekazywania informacji w trybie PWM 100KHz z innej maszyny o jej stanie. Niestety odpadają rozwiązanie typu IR i RADIO bo nie mogę w nią ingerować a odbiornik już jest lecz tez nie mogę w niego ingerować, poza moim zadaniem jest dorobić niezależna a do tego izolowana sondę. Mam dokładnie dziurę o promieniu 10 no może 10,5mm by się zmieścił i głębokości 13mm. Mam już nawiniętą cewkę i zostaje ok 11mm grubości do zagospodarowania. Rodzaj wyjścia nie jest krytyczny ale amplituda na wyjściu powinna być ok 1V, najlepiej stany logiczne 1 i 0.

zaproponowane rozwiązanie przez _jta_ jest godne uwagi lecz pojawiają się problemy ze zdobyciem potrzebnych elementów ja zaopatruje się w TME i wolałbym, tam wszystko kupić.

Należy dodać, że techniką analogowa zajmuję się dość krótko i mogę popełniać proste błędy wynikające z braku doświadczania, dlatego proszę o wyrozumiałość.

dziękuję za podsuniecie pomysłu z tymi czujnikami zobaczę co to dokładnie jest bo przyznam, że nigdy nie używałem. Właśnie o takie różne a co naważniesze nie tylko "nie da się" odpowiedzi mi chodzi.

... nie bardzo rozumiem dlaczego w tej małej dziurze chcesz też "upychać" zasilanie sondy (przecież te funkcje można chyba rozdzielić) ??

Napisze krótko ten czytnik to coś w stylu „telefonu komórkowego”, którego nie mam schematu ani nawet nie bardzo wiem jak jest zrobiony. Dlatego nie mogę wziąć sobie z niego zasilania. Mam natomiast pytanie co do czujników KMZ10 czy je można zasilać napięciem 1,1V i jaki one wtedy będą pobierać prąd? Jeżeli dobrze rozumiem to tylko tyle co Ucc/Rmostka.

I dalej mamy problem wzmocnienia tego ale już nie taki straszny. Z tym, że nie bardzo da się kopić tego lm334 w obudowie SMD. Może jakieś jego odpowiedniki zaproponuje _jta_ za co bym był mu bardzo wdzięczny, bo widzę ze dość w temacie obeznany