ELFRAD
PŘIJÍMAČ ULF - ELF

Schéma přijímače ELFRAD, určeného k použití na monitorovací stanici.

Vstup signálu z antény jistí pojistky F1 a F2
v kombinaci ze Zenerovými diodami, D1 a D2. Toto zapojení slouží
jako prevence poškození jednotky při bouřkách a podobných příležitostech. U7,
sekce A,B,C,D, jsou konfigurovány jako přizpůsobovač vstupního
signálu s malým útlumem okolo 45 Hz. Nízkošumové, napětím
řízené operační zesilovače FET s velmi vysokou impedancí, dávají
signálu vysoký vstupní odpor. Obvody aktivních filtrů ho
proto vnímají jako virtuální uzemnění vstupního napětí,
což je nezbytné pro jejich funkčnost.
Signál pokračuje do U6B, což je bipolární low pass filtr s
mezní frekvencí 40 Hz. Pásmový zisk v tomto bodě je 3,5×.
Stupeň
U6A tvoří vyrovnávací zesilovač, jehož výstup napájí
U5, což je časovaný osmipólový
Butterworthův "low pass" filtr s ořezávací frekvencí 22
Hz. Časovací frekvence je 2200 Hz. Časování je generováno
interně, kmitočtem vymezeným R11 a C7.
C10 je unipolární (non-polar;
nepolární) kondenzátor, sloužící k odblokování pozadí DC
napětí ze země. Spínač S1 je za provozu sepnutý a propouští
všechny signály. U4D je konstruován jako buffer, jímž filtrovaný
signál prochází do zesilovače U4C, kde je zesílen ×10. Pak
je signál znovu bufferován v U4B a propuštěn do U3, což je
druhý osmipólový "low pass" filtr. Časovací
frekvence je stejná jako u U5 a je převzata z výstupu 4 na U5.
R1b
je dělič napětí, dodávající DC bias k pinu 8 na U3. Tímto
se vyvažuje DC napětí, vznikající v pozadí mezi sondami obou
větví anténních polí. To je potřebné vzhledem k nutnosti
jednorázového přizpůsobení přijímače místním podmínkám;
podle umístění jednotlivých stanic.
U4A tlumí filtrovaný signál do separačního zesilovače U2. Toto zapojení je nezbytné k úplnému vyloučení všech zemnících smyček a izoluje váš přijímač od anténního pole. Izolovaný a odfiltrovaný signál opouštějící U1D je znovu filtrován, aby byl odstraněn hodinový šum generovaný na U5, U3 a U2. Zde je dosaženo zesílení 1,5×. U1B je zesilovač 5× a U1A koncový buffer. Celkový zisk propouštěného signálu je 262.5.
Na výstupu přijímače je čistý, nedeformovaný výstupní signál, který lze buď pozorovat pomocí osciloskopu či přivést přímo na vstup grafického zapisovače, anebo pomocí A/D konvertoru připojit přímo na computer. Doporučujeme použít PC. Umožňuje průběžnou detekci, monitorování a záznam údajů po celých 24 hodin.
Rýsuje se reálná možnost vyhnout se pomocí pozměněné konstrukce přijímače koupi těžko dostupné, zde doporučované karty A/D rozhraní. Úprava umožní přímé přivedení ještě lépe odděleného signálu na klasické RS232! Sledujte cvrkot, vylepím to sem až to bude aktuální !
The signal from the antenna inputs are channeled through F1 and F2 fuses which are used in combination with the Zenor diodes, D1 and D2. This combination is used to prevent damage to equipment during transients caused by electrical storms and other causes. U7 sections A,B,C,D, are configured as a signal input conditioner which passes signals from the input with low attenuation through 45 hertz. The low noise very high impedance field effect op-amps configured as voltage followers, give a high impedance input to the signal, while causing the filter circuits to see a virtual ground to the input voltage, which is necessary for active filter operation. This signal goes to U6B, which is a 2 pole low pass filter with a corner frequency of 40 hertz. The passband gain at this point is X3.5. Stage U6A is a buffer amp with the output feeding U5 which is an 8 pole low pass Butterworth clocked filter with a cutoff frequency of 22 hertz. The clock frequency is 2200 hz. The clock is generated internally with the frequency determined by R11 and C7. C10 is a non-polar capacitor which is used if desired to block background DC voltage from the earth. Switch S1 is normally in the closed position to pass all signals. U4D is configured as a buffer which passes the filtered signal to U4C which is a X10 amplifier. Again the signal is buffered by U4B and then goes to U3 which is another 8 pole low pass filter. The clock frequency is again the same as U5 and obtains the clock signal from Pin 4 at U5. R1b is a voltage divider which supplies DC bias to pin 8 on U3. This balances the background DC voltage which is found between the antenna array probes. This is usually a one time adjustment for conditions found at each individual site.
U4A buffers the filtered signal to U2 which is an isolation amplifier. This stage is necessary to completely eliminate any ground loops and isolates your recording equipment from the antenna array. After leaving U1D the isolated and filtered signal is again filtered to remove any clocking noise which is generated by U5, U3, and U2. The gain of this stage is X1.5. U1B is a X5 amplifier and U1A is the final buffer. The total signal passband gain is 262.5.
The output will deliver a clean distortion free signal. The processed signal at the output may be viewed with an oscilloscope, fed directly into a chart recorder, or passed along to an analog to digital converter card which is directly connected to a computer. PC based data acquisition is recommended in order to continually detect, monitor, and record data on a 24 hour basis.