Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

Электронные компенсационные преобразователи с интегральными и гибридными операционными усилителями

Основными наиболее высокоэффективными и в то же время надежными и простыми усилительными устройствами в настоящее время являются операционные электронные усилители тока в интегральном исполнении. С их помощью решается основная задача по усилению и функциональному преобразованию электрических величин.

В современных АИП операционные усилители в интегральном исполнении используются в качестве предварительных и оконечных усилителей тока и напряжения, интегрирующих и дифференцирующих устройств, суммирующих и вычитающих блоков. Все эти устройства реализуются на основе схемы с обратной связью, которая выбирается Б зависимости от назначения устройства. Анализ и синтез схем с опе-

Таблица 4. Основные разновидности функциональных преобразователей иа базе ОУ

Вид преобразователя

Схема преобразователя

Выходной сигнал (идеализированный) при К= «

Мультипликативная погрешность:

при К Ф <

Масштабный преобразователь

Сумматор

! Вычитатель (сустрактор)

Дифференциатор

Интегратор

4 о

> J

6„ =

R1 + R2

tbb,x=-S,

вх,-

tBb,x=tBK,-tBK.

n + 1

вых -

At/., = -

+K/2

RCdU

m- к dt

Atm =

и = - f tbx (t) dt fBbix- sc)



Таблица 5. Интегральные и гибридные операционные усилители

Тип усилителя

Интегральные

Гибридные

1501 УД 1

140УД7

140УД17А

14УД14

15 ЗУД 5

701МЛ18

МЛ4806

Коэффициент усиления

3105

10«

Входной ток, нА

1000

Входное сопротивление, МОм

Частота единичного усиле-

ния, МГц

Скорость нарастания выход-

ного напряжения, В/мкс

Дрейф напряжения смеще-

0,004 %

ния, мкВ/°С, и„ • др

Дрейф разности входных

на 10°С

0.025

0.002 %

±1,0

токов, нА/°С,

24 часа

рационными усилителями и расчет их погрешностей выполняются на основе соотношений, приведенных в п. 3.1. При этом необходимо учитывать, что большая часть современных .- операционных усилителей для расширения функциональных возможностей и снижения аддитивной погрешности содержит дифференциальный каскад на входе и поэтому имеет два входных зажима: инвертирующий и неин-вертирующий по отношению к выходному зажиму: Основные соотношения для различных функциональных блоков на базе операционных усилителей приведены в табл. 4.

Для учета ограниченного значения коэффициента усиления операционного усилителя следует учитывать возникающую мультипликативную погрешность, причем учет этой погрешности для интеграторов и дифференциаторов имеет некоторые особенности, поскольку здесь погрешность проявляется в изменении не только масштаба, но и формы выходного сигнала.

Аддитивная погрешность блоков с операционными усилителями определяется входным дрейфом усилителя, и приведенное ко входу значение этой погрешности зависит от суммарной проводимости на входе усилителя, образованной сопротивлением обратной связи, входным и добавочным сопротивлениями, так что

"±1. (3.7,

Значения дрейфа напряжения смещения (/др и дрейфа разности входных токов /др на градус изменения температуры и некоторые другие параметры современных интегральных микросхем приведены в табл. 5.

Электронные компенсационные преобразователи постоянного тока

с модуляторами

Усиление переменного тока в электронных усилителях, благодаря отсутствию погрешности от дрейфа, выполняется с гораздо более высокой точностью. Поэтому в усилителях постоянного тока на входе



MMij/cummMb

кг КЗ

Рис. 3.2. Структурная схема электронного компенсационного постоянного тока.

Применяют преобразователи постоянного тока в переменный (модуляторы), а после усиления переменного тока- преобразователи переменного тока в постоянный (демодуляторы). Такие усилители называются МДМ усилителями. Ранее для модуляции и демодуляции в таких усилителях использовались электромеханические вибропреобразователи.

В последнее время в компенсационных преобразователях постоянного тока применяются усилители с модуляторами и демодуляторами на биполярных и полевых транзисторах, оптронах, варикапах, которые отличаются повышенной надежностью по сравнению с вибропреобразователями.

Переменное напряжение на входе усилителя переменного тока (рис. 3.2)

Д(;. = (£.-к):А-„

где Л2 - коэффициент преобразования модулятора.

Выходная величина компенсационного преобразователя - постоянный ток

пр + к

где Лз - коэффициент усиления усилителя переменного тока; Л,cosф-коэффициент преобразования демодулятора (синхронного выпрямителя); ф - угол сдвига фаз между выходным напряжением усилителя и напряжением управления демодулятора. Выходной ток как функция измеряемой э. д. с. Ех

"(/?вх + ?Х + к)(пр+?к)

Если

Rr:f(2KsKt COS ф?к

(«bx+X+k) (R + Rk)

>1.

Электронные компенсационные преобразователи такого типа удобны для измерения малых э. д. с. постоянного тока при высоком внуг-реннем сопротивлении источника.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166