Обработка на ассемблере

Среди усилительных устройств существенное место занимают измерительные (инструментальные) усилители, предназначенные для измерительных систем. Источниками входных сигналов могут быть датчики для измерения физических величин - температуры, давления, ускорений и др., датчики сигналов в электрокардиографии и так далее. Измерительные усилители (в частности, серии AD62x фирмы Analog Devices) обладают следующими особенностями: вход - дифференциальный, с высоким входным сопротивлением; стабильный коэффициент усиления; высокая равномерность АЧХ в заданной полосе частот (обычно от 0 Гц); высокая линейность амплитудной характеристики; низкий уровень шума. Отметим, что для измерительных усилителей стабилизация режима важна не только для их функционирования в линейном режиме, но и по той причине, что их частотный диапазон начинается от 0 Гц, и нестабильность, например, выходного напряжения будет проявляться как погрешность. Поэтому к измерительным усилителям, равно как и к другим с частотным диапазоном от 0 Гц, предъявляются более жёсткие требования по стабилизации режима, чем к другим усилителям.

Для измерительных усилителей за основу обычно берётся одна из двух схем, приведённых на рис. 10а,б. Первая из них - на трёх, вторая - на двух операционных усилителях. Входным является дифференциальный (разностный) сигнал

вх = Uвх1 - Uвх2, (8)

где Uвх1 и Uвх2 - сигналы на первом (неинвертирующем) и втором (инвертирующем) входах усилителя. Дифференциальный вход не требует того, чтобы входной сигнал был симметричным. Так, например, если подать сигнал на первый вход (при закороченном втором), дифференциальная составляющая, согласно (8), будет ему равна. Применение дифференциального входа с двухпроводной линией для входного сигнала обеспечивает подавление синфазной сетевой наводки. Отметим, что в усилителе, например AD620, подавление синфазного сигнала (подаваемого на оба входа) составляет 90…130 дБ - в зависимости от коэффициента передачи, выставляемого в пределах от 1 до 1000.

Коэффициент передачи первого из усилителей (рис. 10а):

K = Uвых/Uвх = [1 + (R1 + R2)/Rобр]R5/R3 (9)

при условии R5/R3 = R6/R4. Дополнительно при условии R1 = R2 и R3 = R5 выражение (9) упрощается: K = 1 + 2R1/Rобр. Для второго усилителя (рис. 2б) аналогично:

= Uвых/Uвх = 1 + (R1 + R4)/Rобр + R4/R3

при условии R1/R4 = R2/R3. Дополнительно при R1 = R4, R2 = R3:

= 1 + 2R1/Rобр + R4/R3.

Рис. 8. Схемы измерительных усилителей на трёх (а) и двух (б) операционных усилителях

В основу AD620 положена схема усилителя на рис. 8а. В отличие от неё, входной каскад AD620, упрощённая схема которого приведена на рис. 9, дополнен транзисторами T1 и T2 и токозадающими элементами (источниками тока) IБ1', IК1', IЭ1', IБ2', IК2' и IЭ2', обеспечивающими токовый режим транзисторов. Кроме того, на входе усилителя имеются цепи защиты от входных перегрузок, не показанные на рис. 9. Все элементы усилителя входят в состав микросхемы, кроме резистора Rобр, который является внешним (для возможности переключения коэффициента усиления).

Входной каскад AD620 можно рассматривать в качестве балансного (благодаря общему для T1 и T2 резистору Rобр) транзисторного усилителя с усиленной (в операционных усилителях A1 и A2) коллекторно-эмиттерной отрицательной обратной связью. Указанное включение используется также в усилителях типа "Current Feedback", рассмотренных в [10]. Коэффициент усиления определяется цепями обратной связи, в связи с чем введение транзисторов в состав усилителя не изменяет выражения (9), которым определяется коэффициент для AD620. Для обеспечения нормальной работы AD620 важно правильное подключение его входной цепи, при котором обеспечивалась бы стабилизация режима усилителя. Это может быть низкоомный резистивный датчик, с которым усилитель имеет гальваническую связь. Другой вариант подключения обоих входов усилителя - с разделительными конденсаторами, но с обязательной "привязкой" обоих входов (баз транзисторов T1 и T2) к "земле" через резисторы RБ1 и RБ2, как показано на рис. 9.

Лучшие статьи по информатике

Технология TriplePlay
Сегодня во множестве источников можно узнать, что мировая телекоммуникационная отрасль находится в состоянии грандиозной реконструкции, связанной с конверге ...

Технология изготовления электронно-лучевой трубки
Фокусирующая система может быть линзовой или зеркальной. Линзовые системы имеют сферическую аберрацию значительно, большую, чем зеркальные, но первые ко ...

Оборудование Среда-1
Автоматизация технологического процесса - совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлят ...