전자회로 해석 및 설계-14(Single_Power / Ultrasonic distance measurement Circuit)

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TOOL : OrCAD

 

 

 

 

 

 

VOLTAGE REFERENCE

(POWER X)

 

왜? 부하에 따라서 전원 공급량이 달라지기 때문에

부하에 따라 전원 공급량이 일정치가 않음

 

POWER는 Loading Effect가 일어나면 안된다.

 

 

 

 

 

그럼 여기서 REF가 6V가 나오기 위해

C값을 높이면 충전량이 많아지기에 높이면 6V가 금방 나올것이다.

 

그렇지만 더 커지면 커질수록 MLCC로 갈 수 밖에 없고

전해질 전지를 써야한다.

전해질 전지는 성능이 점점 떨어질 위험이 있다.

 

또한 캡이 커지면 실장면적이 커지기에 적절한 값을 찾아야한다.

 

대부분 1u~10u

 

 

 

 

 

[Single_Power]

입력단에

BIAS가 잡혀야 동작이 된다.

 

 

 

따라서 캐패시터를 추가하여 Bias를 추가해주었다.

Capaciter를 추가 후, 6V로 나오는 것을 확인할 수 있다.

 

 

 

 

[Simulation 결과]

 

 

 

 

여기서 VCC2를 인가하기 위해 VCC2(6V)를 REF로 바꿔준다.

 

 

 

 

 

 

[초음파 송/수신기 회로]

[Pulse를 인가해주기 위한 회로]

 

40kv 만들고

 

 

 

[Simulation]

해당 simulation에서 앞에 20us까지 발진이 느린것을 확일 할 수 있다.

이것은 초기값을 주면 해결이 된다.

 

 

 

 

시간축에 있는 값들을 주파수 측면에서 보기위해 Fourier(FFT) 버튼을 누르면 된다.

 

 

Fourier(FFT) 버튼 누른 후

Simulation 화면에서 디지털에서는 파형 파악 불가.

 

 

 

따라서 아날로그 신호인 저항 추가

변환시 주의 할 주기가 많아야 더 잘 파악 가능

FFT높아 진다.

 

 

Fundamental Freq[기본 주파수]

 

Harmonics(고조파)가 3/5/7/9/11 ........

이렇게 나오는 이유는 50:50 비로 나오게 되는 것이다.

 

 

 

 

 

masking했다.

일정 이상의 신호를 거르기 위해 (Masking)

 

 

 

 

 

[Voltage Doubler]

and 대신 nand를 사용하는 이유는

표면실장의 감소와, 딜레이 단축의 이유가 있다.

내부 tr들이 줄게 되면 그만큼 딜레이가 줄기 때문이다.

 

NAND는 LOW SIGNAL

0-12V나오게 하기위해서 CAP을 달았다.

 

 

 

NAND를 통해 입력받은 신호는센서의 플러스(+)단자와 마이너스(-)단자에 가하는 전압의 위상은 180도 임으로 반전이 일어나게 된다.

또한 앞단 U4D / U3D에서 전력이 2배 증폭이 일어나고,

이로인해 뒷단인 U5D와 Capacitor로 인해 전압이 2배 증폭된다.(Voltage Doubler)

 

[Single Power 회로설계 방법]