Главная
>
Аналоговая интегральная схема Наиболее простой способ реализации такой схемы основан на использовании ОУ в дифференциальном включении, как показано на рис. 4.1, а. Однако эта схема имеет два существенных недостатка: источник сигнала нагружен на ннзкоомный входной делитель R3 и R4\ резисторы в цепн ОС должны тщательно подбираться для предотвращения ошибки иа выходе усилителя, связанной с наличием входного синфазного сигнала. Эти недостатки устранены в схеме на рис. 4.1, б. Включенный на выходе 0У1 ПТ создает падение напряжения на резисторе ОС R1, равное входному сигналу. Падение на другом резисторе ОС R2 равно входному напряжению, умноженному на отношение RjRi, при этом ослабление снифаз- 0 Й1 fOfA Рис 4 I. Усилители сб сдвигом постоянного уровня сигнала: а-на одном ОУ; б - на двух ОУ ного сигнала схемы определяется коэффициентом ослабления ОУ и не зависит от точности подбора резисторов. Э1ушттерный повторитель на выходе схемы обеспечивает низкое выходное сопротивление усилителя. Преимущество использования на входе приведеииой схемы ОУ типа 153УД2 заключается в том, что она будет работать даже в том случае, когда смещение входного напряжения достигнет уровня положителЕгного источника питания, т. е. 15 В. Обе рассмотренные схемы позволяют получить сигнал на выходе относительно земли независимо от уровня смещения входного сигнала. Для получения выходного напряжения относительно любого уровня удобно использовать мостовую схему на двух ОУ (рис. 4,2) [71 Диапазон допустимых напряжений смещения входного сигнала в схеме (синфазный сигнал) может значительно превышать напряжения источников питания. Первый ОУ, на вход которого могут поступать как постоянное, так и переменное напряжения, вырабатывает сигналы для питания моста, Второй ОУ, включенный в диагональ моста, преобразует сигнал к любому заданному уровню. Причем этот уровень остается постоянным даже при изменении смещения входного сигнала, поскольку мост сбалансирован в точках Х и У. Балансировка моста осуществляется потенциометром R-, Отношение резисторов RylR и RJR определяют максимально допу- Стимое значение смещения входного напряжения. Так, например, если смещение входного сигнала может достигать ПО В, то номннв-лы резисторов R1 и R3 должны быть не менее 150 кОм, а R2 к R4 - около 10 кОм. Это обеспечит необходимый запас по напряжению между максимально возможным напряжением в точках Х и У (6, 9 В) и максимальным значением синфазного входного напряжения >силителя 0У2 (10-13 В) Для повышения стабильности работы схемы резисторы RU R, Rq и /bs следует выбирать таким образом, чтобы номинальные значения нх рассеиваемой мощности были в 10 раз выше предельных > 1.0 R -г-о Оых X-о Рис 4 2 Мостовая схема преобразователя уровня напряжения Вх 9 + 5,0 н+150 +153 lO/f 5,6н 1 15к +\ Вых тод7 РиС. 4 3. Оптоэлектронный преобразователь напряжений значений при максимальном смещении Точность этих резисторов должна быть не хуже 1%. Величины резисторов RR определяются типом используемых ОУ в схеме и требуемым коэффициентом усиления. Преобразователи постоянного уровня сигнала могут быть построены также иа основе диодно-траизисторных оптоэлектронных элементов, как показано на рис. 4.3 [81 В связи с тем, что в усн- лнтелях с оптической развязкой для уменьшения коэффициента нелинейных искажений нежелательно-использовать обратн\ю связь S выхода на вход, в предлагаемой схеме применены две оптоэлек-тронные пары. Это дает возможность избежать ограничения частотной характеристики схемы нз-за*конечной скорости нарастания выходного иапряжения ОУ за счет обработки сигналов малого уровня (менее ± 1 В). Коэффициент усиления схемы около 1, полоса пропускания 1 МГц. В зависимости от состояния входов усилитель обеспечивает дифференциальное, инвертирующее или неинвертн-рующее усиление. Регулировка смещения на входе и выходе опто- . электронной пары позволяет использовать в схеме элементы без предваргЕтельного подбора. 4.3. Преобразователи температура - частота Использование ОУ для преобразования температуры в частоту позволяет строить довольно простые схемы, характеризующиеся широким динамическим диапазоном измеряемых температур. Обычно такие схемы реализуются на основе рассмотренных выше преобразователей напряжение - частота. На рис. 4.4, а приведена схема преобразователя температура - частота [9], построенная на четырех ОУ, транзисторе и терморезн- Рис. 4.4. Преобразователь температура - частота па четырех ОУ: а - прянципиальаая схема; б -i структурная схема преобрааова-теля: / - источник постоянного тока; 2 - терморезкстор; 3 - согласующий усилитель; J-управляемый напряжением генератор сторё, а па рнс. 4.4, б - его структурная схема. Принцип действия схемы основан на зависимости частоты колебаний, вырабатываемых yпpaвляeц.Iм по напряжению низкочастотным генератором, от сопротивления терморезистора, изменяющегося с температурой. Схема может быть построена таким образом, чтобы значение выход-нон частоты (в герцах) было в 10 раз больше значения измеряемой температуры- В преобразователе использованы ОУ типа LM3900. С помощью потенциометров RJ и R2 (рис. 4.4, а) передаточная характеристика терморезнстора приводится в соответствие с характеристикой напряжение-генерируевгая частота . Потенциометр R3 служн-Г для регулирования диапазона изменения частоты генератора. При настройке схемы потенциометр R3 устанавливается так чтобы выходная частота /bv = 635 Гц при напряжении на выходе ОУ2 t/,Hx =7,5 В. Если терморезистор R выбрать таким образом, чтобы его сопротивление изменялось с температурой в соответствии с (табл. 4.3), то диапазон измеряемых температур будет равен - 10 ... - 40° С.
|