Схема реализации прецизионной зоны нечувствительности

Analog Devices REF01 OP271

Схемы, реализующие зону нечувствительности, находят применение в системах сервоуправления. Схема с положительной мертвой зоной (зоной нечувствительности) выполнена на прецизионном источнике тока и однополупериодном инвертирующем выпрямителе (Рисунок 1). Микросхема REF01 (IC1) – это высокоточный источник опорного напряжения 10 В. Вместе с буфером IC2A и резистором R1 она образует источник стабильного тока. Усилитель IC2A устанавливает потенциал вывода GND (вывод 4) микросхемы IC1, равным потенциалу неинвертирующего входа IC2A. Ток, создаваемый высокоточным опорным напряжением микросхемы IC1, идет через резистор R1 и равен 10 В/R1. Поскольку инвертирующий вход C2B подключен к выходу источника тока, диод обратной связи D1 оказывается смещенным в прямом направлении, и через него течет ток I1. Прямосмещенный диод поддерживает напряжение на выходе IC2B, равным приблизительно –0.6 В. Так как катодный вывод диода D2 остается подключенным через резистор R3 к виртуальной земле, D2 смещен в обратном направлении. Следовательно, и выход VOUT остается привязанным к виртуальной земле (0 В). Любое положительное напряжение, приложенное к VIN, еще больше смещает диоды D1 и D2 в прямом и обратном направлении, соответственно, и выходное напряжение остается на уровне 0 В (зона нечувствительности) для VIN > 0 В.

Эта схема имеет зону нечувствительности для сигналов более положительных, чем любое напряжение, установленное резистором R1.
Рисунок 1. Эта схема имеет зону нечувствительности для сигналов более положительных,
чем любое напряжение, установленное резистором R1.

Напряжения на инвертирующих входах определяются прямосмещенным диодом D2 и обратносмещенным диодом D1. Такая комбинация смещений возникает только тогда, когда ток через резистор R2 (из-за отрицательного напряжения VIN) равен или превышает 10 В/R1. Поэтому на выходе будет 0 В (зона нечувствительности) до тех пор, пока входное напряжение VIN не достигнет значения, равного –10R2/R1. Если выбрать R1 = 20 кОм, то напряжение VOUT остается на уровне 0 В для VIN > (–5 В), а для VIN ≤ (–5 В) VOUT = (–VIN –5 В). Передаточная функция для этого случая показана на Рисунке 2. C1, C2 и C3 – это развязывающие конденсаторы для микросхем IC1 и IC2. Резистор R4 снижает напряжение смещения усилителя IC2B вне зоны нечувствительности. Можно реализовать альтернативную более простую схему, подав начальное смещение на однополупериодный инвертирующий выпрямитель через прецизионный резистор, подключенный к источнику опорного напряжения, без использования буфера с единичным усилением IC2A.Однако эта альтернатива увеличит коэффициент усиления шума, тем самым, увеличивая смещение и шум на выходе.

При R1 = 20 кОм схема на Рисунке 1 «умирает» для входных напряжений, превышающих -5 В.
Рисунок 2. При R1 = 20 кОм схема на Рисунке 1 «умирает» для
входных напряжений, превышающих –5 В.

Материалы по теме

  1. Datasheet Analog Devices OP271
  2. Datasheet Analog Devices REF01

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Build a precision deadband circuit

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

36 предложений от 18 поставщиков
Исполнение: SOIC-8. IC, SM, PRECISION, VOLT REF, 10V; Termination Type:SMD; Temperature, Operating Range:-40°C to +85°C; Case Style:SOIC; Pins, No. of:8; Diode...
ЭИК
Россия
REF01CPZ
Analog Devices
от 102 ₽
REF01CSZ-REEL7
Analog Devices
110 ₽
T-electron
Россия и страны СНГ
REF01CSREEL7
11 182 ₽
Зенер
Россия и страны ТС
REF01AJ
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя