Проектиране на инструментален усилвател


Категория на документа: Други


При така получения коефициент на усилване АFIнеобх се прави проверка, каква е дълбочината на обратната връзка:
, където Ad е диференциалният коефициент на усилване на ОУ1 и ОУ2 При твърде голям коефициент на усилване АFIнеобх дълбочината на отрицателната обратна връзка е по-малка и започват по-силно да влияят върху сумарната грешка останалите параметри на ОУ1 и ОУ2 (Аd, Rid, Rod). Затова в зависимост от параметрите на входния сигнал, от захранващото напрежение и от Ad на използваните ОУ коефициентът АFI на практика не превишава стойността 1000 - 2000.

- Изчисляване на коефициента на усилване на второто стъпало :

Ако АFII се окаже по-малък от единица, необходимо е да се направи проверка, дали се удовлетворява изискването за зададената стойност на изходното напрежение:

,

където Uо е амплитудната стойност на изходното напрежение.
Операционният усилвател ОУ3 се избира от същите съображения както ОУ1 и ОУ2 (голям Аd, СМRR3 (10 до 100)СМRRII, малки несиметрии и др.).

- Изчисляване на съпротивленията на резисторите R1, RGAIN и Rз - задава се стойност на RGAIN и се изчисляват R1 и R3, като се избира стойност на RGAIN=1кΩ:

Толерансите на R1 и R3 не влияят върху СМRR на схемата. Ако е необходимо регулиране на коефициента на усилване, RGAIN се избира да бъде потенциометър. В този случай обаче трябва да се вземе под внимание зависимостта на СМRR от коефициента на усилване АFI. Най-малка е грешката от синфазен сигнал при най-големия коефициент на усилване, а най-голяма - пра най-малкия. Ето защо грешката трябва да се зададе за двете крайни стойности на коефициента на усилване.

- Изчисляване на резисторите R4, R4', RF и R'F - избира се стойност на съпротивленията RF = R'F, като приемаме RF = R'F =20кΩ и се изчисляват:

8.Проверка на АF, U0, CMRR и εсм:

4. Изчисляване на общите характеристики и параметри на устройството :

- Определяне на входното съпротивление RiA и изходното съпротивление RoA :

Входното съпротивление е удвоеното входно съпротивление на всеки от неинвертиращите усилватели на първото стъпало.
Изходното съпротивление се определя от изходното съпротивление на второто стъпало.

Входното и изходното съпротивление се определят по формулите:

,

където и

,

където

Добавям кондензатор в схемата за да огранича честотния обхват.
Изчислявам стойностите му с формулата:

Поради голямото входно съпротивление и отдалечеността на входа от източника на сигнал (датчик) се използва екраниран проводник. Това намалява синфазните смущения, които се индуцират в сигналния кабел, но се увеличава несиметрията поради нестабилността на входните капацитети, към които се прибавят и паразитните капацитети С1 и С2 между екрана и входовете. Особено силно е това влияние при по-високи честоти

5. Симулационно тестване в постояннотоковата, честотна и времева област:

Амплитудно и фазово чезтотна характеристика за диферециални сигнали

Амплитудно и фазово честотна характеристика за синфазни сигнали

Времеви анализ

6. Графична част:



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Проектиране на инструментален усилвател 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.