Реле Tianbo - ресурс 10 млн переключений

Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения

Analog Devices AD629BR

,

На Рисунке 1 показаны два метода измерения больших сигналов. В первом используется делитель напряжения на двух резисторах и выходной буфер, а во втором – инвертирующий аттенюатор и высокоомный входной резистор. Оба эти подхода вносят погрешности в линейность измерений, поскольку только один резистор рассеивает мощность, что приводит к его саморазогреву и связанному с ним изменению сопротивления. Кроме того, усилитель и оставшиеся резисторы дополнительно увеличивают ток и напряжение смещения, ухудшают коэффициент подавления синфазного сигнала, создают ошибки усиления и дрейфа, которые могут значительно испортить общие характеристики системы.

Критерии выбора литиевых аккумуляторов и батареек: что необходимо учитывать разработчикам

Дифференциальный усилитель измеряет высокие напряжения
Рисунок 1. Для измерения высоких напряжений можно использовать делитель напряжения на двух
дискретных резисторах и выходной буфер (а) или инвертирующий аттенюатор (б), но
характеристики ухудшаются из-за несоответствия температур.

Схема на Рисунке 2, основанная на микросхеме AD629, позволяет измерять входные сигналы напряжением более 400 В пик-пик с ошибкой линейности менее 5 ppm. Схема ослабляет входной сигнал в 20 раз и выдает буферизованный выходной сигнал. Объединение усилителя и резисторов аттенюатора в общем корпусе гарантирует, что оба резистора в цепи аттенюатора будут работать при одинаковой температуре. Во входном каскаде усилителя используются супербета транзисторы для минимизации тока смещения и ошибок, возникающих из-за входных токов. 100-процентная обратная связь на низких частотах не приводит к увеличению шумов, а напряжение смещения и его дрейф практически не добавляют ошибок.

Интегрированный подход перемещает внешние резисторы в корпус усилителя для улучшения согласования температур и повышения точности.
Рисунок 2. Интегрированный подход перемещает внешние резисторы в корпус усилителя
для улучшения согласования температур и повышения точности.

При 100-процентной обратной связи усилитель AD629 неустойчив, поэтому конденсатор 30 пФ добавляет полюс и ноль к передаточной характеристике цепи обратной связи, чтобы стабилизировать схему и максимально расширить полосу пропускания системы. Следующая формула описывает частоту полюса fP:

А эта формула определяет частоту нуля fZ:

Входное напряжение 400 В пик-пик схема на Рисунке 2 преобразует в выходное напряжение 20 В пик-пик.
Рисунок 3. Входное напряжение 400 В пик-пик схема на Рисунке 2
преобразует в выходное напряжение 20 В пик-пик.
 
График зависимости выходного сигнала от входного для входного напряжения 400 В пик-пик показывает минимальное отклонение передаточной характеристики от идеальной прямой линии.
Рисунок 4. График зависимости выходного сигнала от входного для
входного напряжения 400 В пик-пик показывает минимальное
отклонение передаточной характеристики от идеальной
прямой линии.

Рисунок 3 позволяет оценить характеристики усилителя при входном напряжении 400 В пик-пик (верхняя кривая) и соответствующем выходном напряжении 20 В (нижняя кривая). График на Рисунке 4 в масштабе 50 В/дел для входного сигнала и 5 В/дел для выходного демонстрирует линейность передаточной характеристики. На Рисунке 5 показана ошибка нелинейности для входного напряжения 400 В пик-пик.

Диаграмма рассеяния ошибки нелинейности для входного напряжения с размахом 400 В показывает, что погрешность сохраняется на уровне менее 10 ppm во всем диапазоне входных сигналов.
Рисунок 5. Диаграмма рассеяния ошибки нелинейности для входного
напряжения с размахом 400 В показывает, что погрешность
сохраняется на уровне менее 10 ppm во всем диапазоне
входных сигналов.

Материалы по теме

  1. Datasheet Analog Devices AD629BR

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Difference amplifier measures high voltages

19 предложений от 16 поставщиков
Дифференциальные усилители High CM Vltg
EIS Components
Весь мир
AD629BR
Analog Devices
437 ₽
ЧипСити
Россия
AD629BR-REEL
Analog Devices
615 ₽
AiPCBA
Весь мир
AD629BR
Analog Devices
652 ₽
Acme Chip
Весь мир
AD629BR-REEL
Analog Devices
по запросу
Электронные компоненты. Летние скидки и кэшбэк от ТМ Электроникс
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя