Amplificator de încărcare cu curent integrat - stadopedia

Amplificatorul de încărcare generează o tensiune de ieșire proporțională cu modificările încărcării de pe dispozitiv, care este conectată la intrarea amplificatorului. De exemplu, un senzor piezo apare modificări de sarcină, în conformitate cu curent la elementul forță mecanică, care permite măsurarea parametrilor de putere, cum ar fi, de presiune și accelerație. Senzori cu capacitate variabilă, de exemplu, microfoane condensator, în serie cu sursa de tensiune de curent continuu, astfel încât presiunea aerului sau a altor efecte provoca o schimbare de încărcare, situată pe senzor. În exemplele de mai sus, amplificatoarele de încărcare sunt utilizate pentru a obține tensiunea de ieșire. Ele sunt construite pe baza a două metode - integrarea curentă și impedanța de intrare ridicată.







Amplificator de încărcare cu curent integrat

În esență, senzorul este scurtcircuitat, care, atunci când utilizează senzori de cuarț, își schimbă proprietățile mecanice și frecvența rezonantă

Răspuns bun de frecvență

Cablurile de conectare au un efect redus asupra funcționării amplificatorului.

Cel prezentat în Fig. 3.1 Schema funcționează ca un integrator, în care condensatorul C2 în calea de feedback de intrare op-amp A1integriruet curent iin pentru a descărca condensatorul C2 poate comuta periodic blocare SW1. Dacă este necesar, furnizați un feedback DC și pentru a elimina curenții de intrare, puteți folosi rezistor R2. În unele circuite, rezistorul R2 nu este prezent, deoarece limitează răspunsul de frecvență al amplificatorului de jos.

Amplificator de încărcare cu curent integrat - stadopedia

Indirect, rezistorul R2 există întotdeauna și este rezistența scurgerilor de montare și a comutatorului SW1. Pentru a limita lățimea de bandă a amplificatorului în domeniul de înaltă frecvență, puteți introduce un rezistor R1 în circuit; stabilizează de asemenea funcționarea op amperatorului cu feedback. Rezistorul R3 prezentat și condensatorul C3 prezentat în diagramă reprezintă rezistența de intrare și capacitatea de intrare a op-ampului, capacitatea instalației și cablul de conectare.

Câștigul KQ al circuitului este:

(KV este câștigul de tensiune al amplificatorului op A1). Lățimea de bandă este de -3 dB.

Frecvența limită inferioară:

Limita superioară a limitei:

(este selectată cea mai mică valoare);

- frecvența câștigului de unitate pentru un amperaj complet corectat.

Tensiunea de ieșire la ieșire este:

unde ICM.BX este curentul de bias de intrare al op-amp A1







UCM.BX - tensiune de intrare bias OU A1.

Derivația de ieșire este:

(Derivă de ieșire se produce în urma descărcării condensator S2vhodnym A1i amplificator de curent prejudecată curent care curge prin rezistor R2.)

Deoarece amplificatorul integrează curentul de semnal, este necesar curentul minim de intrare al op-ampului A1. În aceste scopuri, se utilizează de obicei un amplificator de câmp. În cazul în care circuitul este conectat rezistor R2, este important să se asigure descărcarea periodică a condensatorului (de obicei, în mod automat) prin tasta SW1, într-un astfel de sistem, de intrare op curenții amperi prejudecată va curge prin condensator C2, provocând tensiunea de ieșire să se deplaseze într-o singură direcție. În cazul în care circuitul este setat rezistor R2, ar trebui să fie, pe de o parte, suficient de mici pentru a nu provoca curenți de intrare de mare tensiune de offset la ieșire, și suficient de mare pentru a furniza un răspuns acceptabil de frecvență joasă. Pentru a preveni scurgerile de-a lungul suprafeței plăcii de circuit, pentru a proteja intrările op-amp A1neobhodimo inel de protecție (vezi. Ch. 1) și să mențină o suprafață curată a plăcii.

Condensatorul C2 trebuie să fie extrem de stabil (în caz contrar va exista o derivație a câștigului) și să aibă o rezistență ridicată la izolație (pentru a îmbunătăți performanța la frecvențe joase); În cazul în care încărcarea de intrare se poate schimba foarte rapid, un factor important este absorbția dielectrică. Dielectricii adecvați sunt polistirenul, polipropilena și fluoroplastia. O valoare tipică a capacității condensatorului C2 este în intervalul de la 10 pF la 10 nF.

Pentru a furniza semnalul de intrare, este necesar să folosiți un cablu special de zgomot redus. Trebuie să aibă o rezistență ridicată la izolație pentru a împiedica descărcarea senzorului de sarcină. Pentru a elimina electrificarea atunci când cablul este îndoit, distanța dintre ecranul exterior și umplutura interioară trebuie umplută cu unsoare conductivă. Lungimea cablului care leagă senzorul de amplificatorul de încărcare este limitată de mai mulți factori. În cazul lungimilor prea lungi ale cablurilor, se produce o pierdere de semnal la frecvențe înalte datorită capacității mari a cablului. În mod ideal, lungimea cablului trebuie să fie mai mică de o cincime din lungimea de undă la frecvența maximă a semnalului dorit. De obicei, capacitatea de linie a cablului este de aproximativ 70 pF pe metru. Creșterea lungimii cablului mărește termenul C3 / C2 · AV în expresia câștigului. Prin urmare, un cablu excesiv de lung crește nelinearitatea și reduce frecvența superioară a circuitului.

Efectul zgomotului op amperatorului este arătat în modul următor.

-Tensiunea de intrare a zgomotului. La frecvențe joase, tensiunea de ieșire a zgomotului este egală cu zgomotul de intrare echivalent multiplicat cu (1 + R2 / R3). La frecvențe înalte, tensiunea de intrare-ing zgomot înmulțit cu (1 + C3 / C2) în banda de frecvențe de lucru, așa-Shai durere condensator C2 (de exemplu, un cablu de intrare lung) poate determina creșterea zgomotului.

-Curent de zgomot de intrare. De intrare de zgomot curenți curge în principal prin rezistor R2I condensator C2, cu toate acestea, la frecvențe sub limita inferioară, tensiunea de zgomot la zgomotul de ieșire este egal cu curent înmulțită cu R2. La frecvențele semnalului, influența curentului de zgomot de intrare scade.

Amplificator de încărcare cu curent integrat - stadopedia

Pentru a devia curenții de intrare de la intrarea inversoare a OU A1, se poate utiliza circuitul prezentat în Fig. 3.2. Frecvența de limitare inferioară pentru nivelul de 3 dB pentru această schemă este:

Avantajul acestei scheme este acela că intrarea sa este decuplată într-un curent constant; acest lucru protejează op-ampul de supraîncărcări cu un potențial constant. Mai mult decât atât, rezistorul R1 și contorul inclus diode VD1 și VD2 asigura o anumită protecție împotriva suprasarcinilor tranzitorii când pro-procese.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: