НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




27.09.2016

Точный преобразователь «напряжение-ток» на двух инструментальных усилителях

Стандартный подход использовать несколько ОУ и множество пассивных компонентов наследует погрешности, связанные с неидеальностью характеристик элементов, такие как конечный коэффициент усиления без обратной связи, коэффициент подавления синфазной составляющей, токи и напряжения смещения. В схемах с ОУ могут потребоваться прецизионные резисторы для задания коэффициента усиления и дополнительные конденсаторы для обеспечения устойчивости. Кроме того, некоторые схемотехнические решения выдают токи, которые не прямо пропорциональны входному напряжению. ИТУН, изображенный на рис. 1, например, основан на том, что ток коллектора приблизительно равен току эмиттера и обеспечивает только одно направление протекания тока.

Рис. 1. Простой источник тока
Рис. 1. Простой источник тока

При помощи двух инструментальных усилителей и пары транзисторов можно создать ИТУН с погрешностью 0,01% (рис. 2). Этот ИТУН имеет диапазон входного напряжения ±10 В, которое прямо пропорционально выходному току. И сохраняет высокую точность даже при токе нагрузкой в 90 мА. Маломощный инструментальный усилитель AD620 с низким дрейфом от фирмы Analog Devices обеспечивает управление источником и компенсацию погрешностей, но не является частью выходного каскада. Поэтому, замените транзисторы Q1 и Q2 на более мощные, чтобы добиться увеличения выходных токов. Инструментальные усилители могут иметь любой коэффициент усиления в диапазоне от 1 до 10000, для работы с входными напряжениями менее 1 мВ просто подсоедините резистор к соответствующим входам U1 и U2 для достижения желаемого коэффициента усиления.

Рис. 2. Источник тока с погрешностью 0,01%
Рис. 2. Источник тока с погрешностью 0,01%

Первый инструментальный усилитель U1 управляет напряжением базы двухтактного выходного каскада. Резисторы и диоды задают напряжение смещения на базах транзисторов Q1 и Q2 для устранения перекрестных искажений. Усилитель U2 осуществляет компенсацию погрешностей с учетом разностей напряжений база-эмиттер. Напряжение, соответствующее погрешности, которое дифференциально замеряется на переходах D1/D2 относительно выходного напряжения, подается на вход опорного напряжения U1, что приводит к суммированию его с входным напряжением. В результате выходной ток прямо пропорционален входному напряжению. Такая схема позволяет достичь погрешности 0,01% по постоянному току с входной амплитудой до ±10 В и погрешности в 1,5% на переменном токе с частотой 1кГц при амплитуде выходного сигнала до ±5 В.

Выражения для расчета выходного тока имеют следующий вид:

VoutU1 = [(V+U1 - V-U1) AU1 + VrefU1.
VrefU1 = VoutU2 = (V+U2 - V-U2) AU2 + VrefU2.
Vout = VoutU1 = (V+U1 - V-U1) AU1 + (V+U2 - V-U2) AU2 + VrefU2,

где

V+U1 = Vin, V-U1 = 0; AU1 = AU2 = 1; VrefU2 = 0.

Таким образом,

Vout = V+U1 + (V+U2 - V-U2),

или

Iout = Vin/Rl.

Данная схема обеспечивает как широкий выходной диапазон, так и прямую пропорциональность выходного тока входному напряжению с хорошей линейностью и точностью. (Рис. 3.)

Рис. 3. Зависимость ошибки от нагрузки
Рис. 3. Зависимость ошибки от нагрузки

Фрэнк Кэрлоне


Источники:

  1. elcomdesign.ru


ИНТЕРЕСНО:
  • 'Ростех' показал компьютеры на базе российских процессоров 'Эльбрус-8С'
  • 'Байкал Электроникс' выполнила очередной этап проекта по промышленному производству микропроцессоров
  • Представлен самый сложный на сегодняшний день микрочип, изготовленный из двумерного материала
  • Инженеры IBM уместили 30 млрд транзисторов на чип размером с ноготь
  • Samsung может обогнать Intel и стать производителем чипов №1
  • Отечественный персональный компьютер 'Эльбрус-401 РС' пошёл в серийное производство
  • Появился первый официально признанный «полностью российский чип»
  • 'Ангстрем' представил полностью отечественную линейку изделий силовой электроники
  • Samsung первой в мире запустила производство 10-нанометровых чипов
  • На базе российского процессора КОМДИВ-64 создан защищенный компьютер для военных
  • Названа цена разработки российских процессоров «Эльбрус»
  • В России разработан микроконтроллер «электронного мозга» для транспорта и робототехники
  • «Ангстрем» разработал уникальные космические транзисторы
  • Микрон вошёл в ОЭЗ с проектами производства чипов 65-45-28 нм и собственной территорией
  • Основной российский производитель электролитических конденсаторов получил 280 млн на новый импортозамещающий проект
  • В Томске разработана технология синтеза вещества для производства прозрачной электроники
  • У нас тут своя архитектура
  • Роберт Бауэр - создатель SAGFET-транзисторов
  • В России выпустили 6-ядерный 40-нм процессор
  • После 4 лет простоя Егоршинский радиозавод модернизирует производство
  • Завод радиоэлектроники открыт 'Микраном' в Томске
  • Джек Сент Клер Килби - изобретатель интегральных схем






  • © Сенченко Антонина Николаевна, Злыгостев Алексей Сергеевич, 2010-2017
    При копировании обязательна установка активной ссылки:
    http://rateli.ru/ 'rateli.ru: Радиотехника'