Муфты электромонтажные от производителя Fucon

Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения

Analog Devices AD629

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2016

Moshe Gerstanhaber и Chau Tran, Analog Devices

EDN

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

На Рисунке 1 показаны два способа измерения больших сигналов. В первом используется делитель из двух резисторов и выходной буфер, а во втором – ослабляющий инвертор и высокоомный входной резистор. Обоим подходам присущи ошибки нелинейности, поскольку мощность рассеивает только один резистор, что приводит к его саморазогреву и, как следствие, изменению сопротивления. Кроме того, усилитель и остальные резисторы в той или иной степени вносят вклад в ток и напряжение смещения, подавление пульсаций питания, ошибки усиления и температурный дрейф, которые могут существенно ухудшить общие характеристики системы.

а) Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения
б) Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения
Рисунок 1. Для измерения высоких напряжений вы можете, используя
дискретные резисторы, собрать делитель и буфер (а) или
ослабляющий инвертор (б), но характеристики схемы будут
подвержены сильному влиянию температуры.

Основанная на выпускаемой Analog Devices микросхеме AD629 схема на Рисунке 2 может измерять входные напряжения, превосходящие 400 В пик-пик с ошибкой менее 5 ppm. Схема ослабляет входной сигнал в 20 раз и обеспечивает буферизацию выхода. Размещение усилителя и резисторов аттенюатора на общем кристалле гарантирует, что оба резистора в цепи аттенюатора будут работать при одинаковой температуре. Для минимизации токов смещения и связанных с ними ошибок во входном каскаде усилителя использованы супербета транзисторы. Благодаря стопроцентной обратной связи на низких частотах шумы не усиливаются, а напряжение смещения и его дрейф практически не увеличивают ошибку усиления.

Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения
Рисунок 2. При интегральном решении внешние резисторы перемещаются в корпус
микросхемы, что улучшает согласование их сопротивлений в диапазоне
температур и повышает точность схемы.
 
Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения
Рисунок 3. При входном напряжении 400 В пик-пик напряжение
на выходе схемы на Рисунке 2 равно 20 В пик-пик.

При 100% обратной связи усилитель AD629 неустойчив, поэтому с помощью конденсатора 30 пФ в передаточную характеристику цепи обратной связи добавлены ноль и полюс, стабилизирующие схему и максимально расширяющие полосу пропускания. Частоту fP полюса передаточной функции можно найти из выражения

Частоту fZ нуля передаточной функции определяет выражение

Рисунок 3 иллюстрирует работу усилителя при входном сигнале 400 В пик-пик (красная кривая) и соответствующем выходном сигнале 20 В (синяя кривая). Сквозная характеристика на Рисунке 4 демонстрирует линейность схемы для выходного сигнала 5 В/дел при входном сигнале 50 В/дел. Ошибки нелинейности при входном сигнале 400 В пик-пик показаны на Рисунке 5.

Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения
Рисунок 4. Зависимость выходного напряжения от напряжения на
входе демонстрирует минимальное отклонение от
идеальной прямой в диапазоне сигналов 400 В пик-пик.
 
Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения
Рисунок 5. Диаграмма рассеяния показывает, что ошибки
нелинейности при входном сигнале 400 В пик-пик
во всем диапазоне остаются меньше 10 ppm.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Difference amplifier measures high voltages

47 предложений от 30 поставщиков
IC: операционный усилитель; 500кГц; Ch: 1; SO8; ±2,5÷18ВDC,5÷36ВDC
ЗУМ-СМД
Россия
AD629ARZ
Analog Devices
89 ₽
Akcel
Весь мир
AD629AR
Analog Devices
от 132 ₽
МосЧип
Россия
AD629AN
Analog Devices
по запросу
LifeElectronics
Россия
AD629ARZ-RL
Analog Devices
по запросу
Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя