Considere este esquema de una cápsula de micrófono electret:
(Fuente: Wikipedia )
Al considerar algo similar para el acondicionamiento de señal de una salida de impedancia de 3 mVpp de 20 m desde un doblador piezoeléctrico, descubrí que los JFET discretos parecen haber disminuido en disponibilidad y popularidad, y aumentado en precio.
Esto lleva a sospechar que algún otro componente discreto que funciona con baja tensión de señal, alta impedancia, señales bipolares ha reemplazado el JFET para tales fines, donde cualquier cosa más que un solo componente discreto sería excesivo. Un MOSFET requeriría un sesgo más allá de V gs (th) , esa es mi alternativa.
Pregunta:
- ¿Cuál es la alternativa moderna y discreta al JFET barato y ubicuo?
He considerado el MOSFET de umbral cero del canal N ALD110900 , pero no es barato, no es omnipresente y no admite la caída de voltaje de la puerta por debajo de la fuente.
Anexo :
La atracción del JFET en aplicaciones como el micrófono electret anterior es que es un dispositivo de 3 terminales, no se requiere Vcc regulado , se alimenta la señal de entrada de polarización cero , la entrada modula la resistencia regula la corriente, ¡y todo funciona!
Con circuitos integrados como amplificadores operacionales, se pierde esa simplicidad de implementación.
Contexto:
Tenga en cuenta que el contexto a continuación no es la pregunta, solo indica dónde comenzó el proceso de pensamiento.
Un sensor piezoeléctrico desnudo de alta impedancia (3 kOhm) (piezo bender) está ubicado en un hidrófono sellado herméticamente bajo el agua en el extremo remoto de un cable blindado de un solo núcleo de 5 a 15 metros de largo . La señal de pico a pico de 20 mV a 70 mV se está saturando a lo largo de la línea debido a que la ubicación es extremadamente rica en EMI (entorno industrial). En el extremo del operador hay un dispositivo de lectura manual que funciona con batería y que está conectado al cable del sensor cuando es necesario. La señal necesita refuerzo de alguna manera, para llevarla de vuelta a la unidad portátil.
Si es necesario, se pueden agregar algunos circuitos mínimos en el extremo del sensor, y los circuitos finales portátiles se pueden modificar según sea necesario. La modificación de recintos o cableado no es una opción. Los volúmenes son de 10-20 unidades, por lo que un pedido de 1ku en partes no es una opción.
Restricciones:
- No hay opción para agregar el cable de alimentación al gabinete del sensor.
- Potencia limitada: dispositivo de lectura 4xAA con pilas.
- El recinto del sensor es demasiado pequeño para una celda AA o muchos circuitos.
- La carcasa del sensor no se puede recuperar más de una vez al año más o menos para reemplazar la batería, etc.
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Respuestas:
Hemos cambiado de JFET a NFET en modo de agotamiento, como un BSS169.
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Dado que leí que el cable no puede cambiar, entonces debo cambiar mi respuesta. Tal vez : -
La belleza del JFET es que es simple, por lo que la belleza potencial de este circuito es que debería funcionar mejor. En última instancia, la ganancia depende de 1k en el equipo portátil, pero si esta es una fuente de corriente (¡tal vez un JFET!), Entonces la ganancia puede ser mucho mayor que 6.66. Creo que debido a que este amplificador está menos saturado que el amplificador JFET, también habrá más ganancia.
Para hacerlo más simple y más parecido a la operación JFET, la resistencia 150R se puede acortar y quizás eliminar los 10uF y los 10k. Esos dos últimos componentes evitan la retroalimentación de CA al circuito y deben mantener la impedancia de entrada a 100k, pero funcionar sin ellos también puede funcionar.
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Opamps y amplificadores de instrumentación en general.
Para esta aplicación, recomendaría usar un amplificador de instrumentación en el lado de recepción del cable. Esto cancelará la mayor parte del ruido de modo común que está captando en el cable y dará como resultado una salida mucho más limpia. Si todavía hay demasiado ruido, también tendrá que amplificar antes del cable.
Si todavía hay demasiado ruido, es probable que necesite convertir a señalización diferencial en la fuente y volver a convertir a un solo extremo en el lado de recepción.
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Los JFET no son tan difíciles de encontrar ... serán más baratos en grandes volúmenes a través de canales directos, pero la aplicación de micrófono electret debería mantenerlos baratos durante unos años más, hasta que MEMS se haga cargo.
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