Головна

електрометричного УСИЛИТЕЛИ

  1. II. КАБЕЛЬНІ УСИЛИТЕЛИ
  2. Балансні підсилювачі постійного струму
  3. диференціальні підсилювачі
  4. ВИМІРЮВАЛЬНІ УСИЛИТЕЛИ
  5. імпульсні підсилювачі
  6. магнітні підсилювачі
  7. багатокаскадного УСИЛИТЕЛИ

Двохкаскадний електрометричний підсилювач. Підсилювач складається з двох ланок (рис. 4.50) - інтегруючого на DA1 і VT і пропорційно інтегро-дифференцирующего DA2 Вихідна напруга пов'язано з вхідним струмом, що протікає через R1, виразом Uвих = IBxR5C2/ C1. Вимірюваний вхідний струм викликає лінійну зміну напруги на виході ОП DA1, причому швидкість з-трансформаційних змін пропорційна вхідному струмі і назад лропорціональна ємності конденсатора З 1, Друга ланка в межах дії диференціюються ланцюга R5С2 проводить диференціювання вихідної напруги підсилювача DA1.

Часовий дрейф вхідного струму за 24 год становить 5-10-17 А, а температурний дрейф дорівнює 5-10-18 А / град. Смуга підсилюються частот визначається співвідношенням трьох постійних часу y?tC ,, К5С2 и R4C3. Залежність подвійний амплітуди шумового струму, наведеного до входу, від смуги пропускання приведена на графіку рис. 4.50.

Для задовільної роботи схеми слід використовувати конденсатори з мінімальними витоками. Для усунення перевантаження підсилювача бажано застосування пристрою автоматичного скидання напруги на інтегруючих конденсаторах, наявність якого проілюстровано контактами K1 і К.2, включеними паралельно З 1 и СЗ.

рис 4.49

Термостабільний електрометричний підсилювач. Електрометричний підсилювач (рис 451) дозволяє вимірювати мінімальний струм 10 ~5 А При цьому вихідна напруга становить близько 50 мВ Підсилювач містить вхідний каскад на збірці польових транзисторів DA1 і ОУ DA2 в диференціальному включенні Для балансування схеми служать потенціометри R5 и R10 Для підвищення стабільності схеми бажано до висновку 8 мікросхеми DA1 підключати резистори, аналогічні підключеним до висновку 6 Це призводить до повної балансуванню вхідних транзисторів Тимчасової дрейф схеми дорівнює 20 мВ / год, а температурний - 5 мВ / град

Підсилювач з компенсацією.Підсилювач (рис. 4 52) підсилює сигнали в широкій смузі частот. Верхня гранична частота визначається опором резистора R1. Розширення частотного діапазону отримано за рахунок зменшення ємності затвор - стік транзистора VT1. Це досягається тим, що через стабілітрон VD1 з виходу підсилювача на стік транзистора VT1 подано напругу ООС. Схема має вхідним опором більше 1010 Ом

Мал. 4.50

Підсилювач з регульованою ООС. Підсилювач (рис. 4.53) при коефіцієнті посилення в межах 10 володіє вхідним опором більше 1010 Ом. Коефіцієнт посилення може змінюватися в. досить широких межах за допомогою потенціометра R5. Форма АЧХ підсилювача в залежності від опору R0 проілюстрована графіках рис 453. У смузі 50 кГц напруга шуму підсилювача дорівнює 1 - 2 мкВ. При використанні замість мікросхеми DA1 польових транзисторів типу КПЗОЗВ не рекомендується встановлювати коефіцієнт підсилення понад 10. У цьому випадку необхідно також звертати увагу на температурний і часовий дрейф.

Простий бруківці електрометричний підсилювач. Електрометричний підсилювач (рис. 4.54) складається з транзисторних-резисторного моста і підсилювача на мікросхемі і дозволяє вимірювати вхідний струм до 2-10-15 А. В підсилювачі застосований польовий транзістоі VT, вхідний опір якого більше 10й Ом. Динамічний діапазон вхідної напруги ± 0,7 В. Коефіцієнт посилення схеми дорівнює 10. Верхня гранична частота підсилювача залежить від вихідного опору генератора сигналу і вхідний ємності польового транзистора VT.

Мостовий електрометричний підсилювач. Підсилювач зібраний за мостовою схемою (рис. 4.55), в одне плече якого включений польовий транзистор VT. Для зменшення температурного.дрейфа підсилювача в схему введені елементи підстроювання режиму роботи польового транзистора і балансування моста. Напруга на початку транзистора встановлюється за допомогою підлаштування резистора R3. Балансування моста здійснюється підлаштування резистором R4 У схемі моста бажано використовувати резистори з малим температурним дрейфом. При використанні дротяних резисторів, визивающіхтемпературний дрейф вихідної напруги 700 мкв / град, що значно вище температурного дрейфу від польового транзистора (4 - 7 мкВ / град), компенсації температурного дрейфу слід домагатися за допомогою терморезистора R6. В цьому випадку температурний дрейф може бути знижений до 40 мкв / град.

Мал. 4.51

Мал. 4.52

Мал. 4.53 Рис. 4.64

Мал. 4.55 Рис. 4.56

Вихідний сигнал моста посилюється мікросхемою, необхідний коефіцієнт посилення якої встановлюється резистором R7. Вся схема охоплена загальної ООС. Цей зв'язок здійснюється резисторами R1 и R8 - R10. Підсилювач може бути використаний для вимірювання тиків близько 10-13 - 10 ~12 А. Чутливість схеми дорівнює 3-10-14 А при співвідношенні сигнал-шум, що дорівнює 3. Діапазон вхідних напруг 0,6 - 6 В. Температурний дрейф 40 мкв / град. Часовий дрейф 10-18 А, ч. Смуга пропускання 0 - 7 Гц. Крім інтегральної мікросхеми К140УД1Б в пристрої можна застосувати мікросхему К153УД1.

Електрометричний підсилювач. Електрометричний підсилювач (рис. 4.56) дозволяє вимірювати вхідні струми 5 10-16 - 5-10 ~12 А. На вході підсилювача застосований польовий транзистор VT в схемі истокового повторювача. Сигнал з витоку польового транзистора подається на вхід ОУ. Для зменшення тимчасового і температурного дрейфов польового транзистора струм через нього (0,3 мА) стабілізовано резисторами R1 и R2 і стабілітроном VD1. опір резистора R2 слід підбирати з урахуванням розкиду параметрів польового транзистора. Для отримання малої потужності, що розсіюється транзистором VT потенціал стоку обмежується стабілітроном VD2. Вихідний сигнал польового транзистора подається на інвертується вхід інтегральної мікросхеми. На неінвертіующій вхід цієї мікросхеми подається постійна напруга, за допомогою якого узгоджуються входи підсилювача по постійному рівню. резистор R8 здійснює грубу, резистор R7 - Плавну балансування ОУ. Для зменшення статичного заряду в ланцюзі затвора польового транзистора служить резистор R4 Одночасно при цьому резистору може бути включена ланцюжок R5, С1, яка збільшує коефіцієнт посилення і розширює смугу пропускання підсилювача. Постійна часу при цьому зменшується з 0,1 до 15 мс. З розширенням смуги шум підсилювача збільшується до 2-10 ~15 А (для вузької смуги він не перевищує 8-10 ~ А). Максимальна вихідна напруга ± 5 В. Дрейф нуля становить 0,9 мВ в діапазоні температур 20 ° - 45 ° С. Тимчасової дрейф ± 0,9 мВ / год.

Мал. 4.57

Диференціальний електрометричний підсилювач. Вхідний каскад підсилювача (рис. 4.57) виконаний з диференціальної схемою на польових транзисторах. Для стабілізації параметрів підсилювача застосована 100% -ва ООС. При розімкнутому ланцюзі ОС коефіцієнт посилення становить 104. Постійна часу вхідного ланцюга для R1 = 1012 Ом дорівнює 0,1 с, а для R1 = 10М Ом - 10 с. Такого ж порядку вибирається постійна часу на виході ОУ. Часовий дрейф за 1 год дорівнює 0,5 мВ для R1 = 1012 Ом і 3 мВ для R1 = 104 Ом. Температурний дрейф в діапазоні від - 30 до 4-50 ° С менше 0,1 мВ / град при R1 = 1012 Ом. Шуми на виході складають 1,5 мВ для Rl = = 1012 Ом і 3 м. У для R1 = 1014 Ом. Порогова чутливість для 1012 Ом складає 1,5-10-15 А, а для 1014 Ом - 3-1Q-17 А. При заміні мікросхеми К140УД1Б на мікросхему К153УД1 в два рази збільшується шумова складова сигналу на виході схеми.

Повторювач напруги. Повторювач (рис. 4.58) зібраний на двох інтегральних мікросхемах. Попередній диференціальних ний каскад виконаний на збірці польових транзисторів DA1. Вхідний опір його дорівнює 2-109 Ом. Для стабілізації режиму статевих транзисторів по струму в ланцюг витоків включений генератор струму на транзисторі VT. Температурна стабілізація колекторного струму транзистора VT здійснюється за допомогою діода VD1. Вихідний сигнал диференціального каскаду надходить на входи ОУ. Зв'язок виходу ОУ з затвором правого (по схемі) польового транзистора забезпечує 100% -ву ООС. Для усунення самозбудження в схему введені дві коригувальні ланцюжка, що складаються з елементів R7, Cl, C2, СЗ. При розімкнутої ОС загальний коефіцієнт посилення становить 80 дБ. Верхня частота смуги пропускання дорівнює 50 кГц. Коефіцієнт ослаблення синфазного вхідного напруги не менше 70 дБ. а температурний дрейф не більше 5 мкВ / град. Підсилювач з ООС. Підсилювач (рис. 4.59) має вхідний опір 5 МОм при смузі пропускання від 2 Гц до 100 кГц. Коефіцієнт підсилення не менше 103. Максимальна амплітуда неперекручено го вихідного сигналу 5 В. Підсилювач стійко працює в діапазоні температур від - 20 до + 60 ° С. Стабільність параметрів підсилювача досягнута повною ООС по постійному струму. Смуга пропускання може бути зменшена зміною параметрів ланцюжка R6, С2. транзистори VT1 и VT2 можуть бути замінені на інтегральну мікросхему К504НТ4, в якій транзистори незначно відрізняються між собою за параметрами. Це дозволить значно поліпшити параметри підсилювача. Крім того, транзистори VT3 - VT5 можна замінити мікросхемою К198НТ4. При заміні транзисторів мікросхемою необхідно зменшити напругу живлення.

Мал. 4.58 РНС. 4.59




I. СХЕМИ З характеристики S-ВИДУ | СХЕМИ З характеристики N-ВИДУ | ПІДСИЛЮВАЧІ | I. УПРАВЛІННЯ коефіцієнт посилення | ЗДВОЄНІ ОУ | РОЗШИРЕННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ ОУ | ПІДСИЛЮВАЧІ ПОТУЖНОСТІ | Передпідсилювач з керованими параметрами | Малошумящий низькоомним попередній підсилювач. | ПІДСИЛЮВАЧІ З ЧАСТОТНО-залежності коефіцієнта ПОСИЛЕННЯ |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати