Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 108
Текст из файла (страница 108)
Ого лекадно1О уснг1Б1е.,1В с ав10- им 1сиском Ба 1а 1ьн,ао крг1вне Такое усзройство позволяет зафиксирова.1Ь некоторое значение входно~о сигнала и усиливать его последуюшие отклонения от эгого уровня с коэффициентом, точно равным 1О, 100 илн !000. Это окажется весьма удобным в эксперименте, при ко~ором измеряегся малое отклонение какой-Бибздь величины (например, свегопроницаемости или по1 лощения радиочасзозы) при изменении условий эксперимента.
Обычно трудно точно измерить малое изменение большого сигнала постоянного тока вследствие дрейфа и неустойчивосз'и усилителя В таком случае нужна схема с предельной прецизионностью и устойчивостью. Мы опишем методы и ошибки. которые мы допускали при проектировании:11ой конкретной схемы. в рамках обше1 о описания процесса прецизионного проектирования и таким образом безболезненно изложим то. что иначе мо1 по бы сталь утомительным поучением. Одно прелвари.гельное замечание. заманчивои аль Серна тиной к этой чис~о аналоговой схеме могла бы стать пифровая аппаратура. (В следуюшнх главах следн1е за захватываюшими открытнями!). Проектируемая схема изображена на рис 7 1 Описание схемы. Основа схемы " повто- РН1Е11Ь ((Д,).
ПОДКЭПОЧЕББЫй КО ВХОДУ НЕБнвен1ир, Б1шгя о усилителя с переключаемым коэффициепгом усиления (П1). выход ко1оро1о смегцаегся сшвалом, прнюженным к его неннвертируюшему входу '1'ранзис1оры Т1 н Те 1то ПТ. они применгпотся как простые аналоговые ключи '1: Т., используются для формироваш1я Необходимых уровнен )правления к.1ючамв О Входно11 ло1нческого си1плла 1раазш-Оры 1"1. Т. можно замсББт1, Бл регВ: и:1Б. Сслн у1ОднО, на Выключа1е ш. Можегс предсчавнть нх себе как простые однополюсные переключатели Ба 1,1во направление (1П(Н). В тОм случае ЬОг;1а ВО1ический ВКОднОй сигнал нмесз высокий )ровень (11храневнс ).
к Бочн замкнуты Б (.1, заряжает аиалоговьш конденсатор 1:памятна (О'„) ло уровня. Беобхолнмого для поддержания пулево1О выхо 1вого совала Прн . 1ом .хема Бс лелае1 1:никаких попытокл Прспизионныс схемы и мнлоюумяпыя нппаратура 415 414 Глинн 7 З Уси «итсльный кнсккл т, Потрсюности ннпрюкснил Зсмпсрлтхр« Время И ночник пизлния йт 100,0 хом йх 10,0 ком принслсяныс к «схо.« !ЛмкВ4 С !л мки мсс ! 3 мкВ !00 мВ я- мснсния Э5,51 Ком О,'0!И бз,!5 ксм 0,01 У 100 .«!5 +15 й ал кои 1п онсроюон й !ОО,О иом 001 4 Л« 1ИЗ5% Л, Р 470 3'окояый лрснф отк элис ния смспминя НБ: рсн током ны с, зк«* йх Боком !О Эх сни — 0ДХ О«мни ' = ж ,' с мкн(4'с" , 'БОм О !мкВ пря полной юкатс Сл„и .'О кОмз 01 ор ~~х««х ор пг 'ягвйпдисет погрешнос гей» ти)зпвииии " схемы й«с 5,1 ком и рп Л«э хи Ба эо! Ю1 о«х У Оиси««скис! ком кои ком 11( 1х 1'А Ю 100 1,0 хом ««Э й, «00 Мом 7; ЗИ15ЬА +15 1.
0 «Ом 1.'« % йп О, 10 кОм Пмкй«а, орлз:в !От! 1' «Б !Оком !я 04 Р 411 10,0 ком !и' 1 Я~« Яя,о. 5,! ком йхс ' Оком омиснсяпия — Оюнчки Эъ аз Ри .! Ляборнзорный уснлягсзп поюоян««хх««юкх лкплнэс«ройкои ну м отслеживать бьистрые изменения выходного сигнала. поскольку и применениях. лля которых прелназначена зта схема. исе сигналы-постоянного зока. и некоторое сглаживание является желательным свойстВО11 КОгла клю 1 )эазмыкается. БаБряжение на конленса.«оре фиксируется. В результате чезс Выхолной сигнал оказыиа ется пропорпиональным последующему отклонеозпо Входного си!лгала 1)еред лальнейшим детальным объяснением принпипои раба.ы данной прецизионной схемы слелует Остановиться на ее неко!Орых дополнительных особенностях !а) 1«'4 нклточен н схемь асрпого порялка компенсашси тока утечки конденсатора конденсатор имеет тенленцшо ме.!- ленво разряжап,ся через собстиенное сопротивление,течки 1минимум !Сй! ТОм, ! е постоянная Времени око«ю дау» ~м,.
лель!): гсри зп м !ок утечки компенсируетгх,: ся небольшим зарядным током через )(15!"':. пропорциональным напряжению на ь1«з (б) Вмессо одинарнсжо ПТ-кл!оча гэриж,',,'.: наны лиа ключа. ВОто)зые соелиш.'«гы'ио'й«й слезюнаге тьно и «затдишенное . ! )течкяй; хстройшно Неб(«ззьшой( (сь у!ечка з«з~5 н БОложении с(иыкл«шз(эх(!лаз ал (!Оьа"йгй«1 через )(з полдержиная псп енаиал па асе«х:"эй оынозах Т и арале «ах ми..(ннольа 60:!, сзтноатению к земле Так как нез скольк04;!51 нибуль заметного аереаадл напряжен -,,„- на 7; то не: и сколько-Бибу ш амепзу;::,Бг утечки« ',х«(злобные приемы «.м а !таза);т 4 15 и на рнс.
4 50.1,',и! Запоьсинаеысе "", аряжение с ньа;.Ода ослабляется .Слителйй".а -йгть напряжения на резисторах )с«, - тс:, и отаетсгпии с установленным ко эффная пения. Это лелается, чтобы из'-, трудностей с линамнческим диа' н точносп к 1у„так как ошибки "з,и схеме. запоминающей началь' 'вень, не усиливаются на О, (подем. далее). '""' ого вида схемной погрешности иующей стратегии проектирот" "'отиедем несколько параграфов :.„;;"э!Векуссии, сопроиодии их иллюпредыдутаей схемы. Схемные и разлепянпся на следуюаше а) погрешности злемегпоп цепей', б) погрешности Оу' или й, связанные с Входными схе ,'уи).
погрешное ги ОУ. связанные н схемами Примерами таких являк«тся соозветстненно доисторов, спаса нхолно, о напра погрешности. связанные с кооростью нарастания и подсчитаем наш бюджет ах,— и. В его основе лежи! же!анис лотре!алость. приведенную к.« 451пределах 10 мкВ. дрейф ныхола— .Х::мВ а 10 мин и точность козфйи усиления - около 0,01 о о . Как н бюлжеге. Отлельные составляю Иучаются а процессе достижения ' исса между тем. (то должпо но и имеилпеися «ехнологией ором смысле бюлже погреш". ите роз) лита т проектнроиания. ходнын пункт Нам тем не менее «зьмезь сто сеичас ости ««злряжс«тнх «Чнясзсяь«*" ко х ыэ т;«! и .
мхВ 4 с' '...* мкВ м«х пнтяння '.1 мкВ !ГИ ма и« мсн«ния ьзслк я Л, .' ': м«.В! БО; н 'от о'к ях;г х«Н мкВ «ы ы зн««' «к,:с ЮВ Усичитсль хр нсння 1 По«!сюнос«и юп«ряжсния, прннслснныс я сыхоэх. Тсмпсрх «урныи «оэффюмсят слянтз бо мкВ 4 от Источник питкния !О мкВ(100 ми из- мснсния Покори н конлснсяторс (см бююкот гака) 1(О мкВ мян Прохсжлснис знряля 1О мки Потрспмссти тока, протоки«о«лсго чсгжз С." (иужиь 'пя лринслсин«нх иыюс бюлжстн пырсюяости по ннпряжсниюу У счк .
к илоны«ого мнксюнтм «нтскомпснсн «оялннзя! «СЕ А 'и« нчняя «компсны р «- милля,' 1:«пА Вхолион ох 1., 0,«сА (лни ньпряжсния (, н Р,, 1Д пА Утсчк,«пз-к«лом я х«спэяня. «ямкз * 0,5 ««А У. "«к. «ю сч«««ни ил«тс З 0 лА Омыст различных ссз.атеи«тго! о бюзжега будет Выясняться по мере описания возможностей для выбора, позникаюпшх при ароектироаании «той схемы. Будем сяелоижгь порядку перечисленных ранее категорьрй поцтеатностей компоненты цепей. принеденные ко Входу погрешнос«н входного хснльпеля, по! решности ныхолно:о усилителя, О!саснь 'ст«чнОс«и исзочникон ОБО1эно( нааряжения, источникои .1 ока. ксззффиаиентоа усиления усша!«езеи и т л зависит от сочности и ссабильносги резисторов, которью применяются ио онешннх аепях Даже ес ти аре(тнзионность прямо не требуе!ся.
точность злементоа исе равно мо. жсс зать значэстельиыи зффек.«з например и подавлении сшсфазных помех а дифферешпыльном усилителе. собранном па ОУ 1см разл 4.09). (ле отношения со- Прециэионв11« схемм к мачап1хмяа1м1 аппаратура 417 противлении дв1х пар резисторов лолжпы бы.1.ь точно согласованы. Точность и лкнсинасгь инте1.разаров и 1енера аров пи1ообразно1о напряжения зависят а1 сеанс.в применяемых конденсаторов. равно как и характеристики филю.ров, контуров нас1ройки н 1 д Как мы увидим вскоре, в схеме сущее, вуют гакие пепи. где зочнас1ь 1начекий компонен:, яв1яс1ся крсгичсским моментом а есть в щкие цепи, 1де она едва ли играет роль.
Эдемен1ь. обычно спеиифицираваны и начальной точности, а также по изменению значения параметров во времени !Гтабильнссть) и с з.емпературан Е.1ь и даполни1едьные спецификации по коэф. фициенту н.1пряжения (нелинейность) к необычным эффектам заким каь «пс мя1ь и ди чектрическое паг 1ащекис (д 1я конденсаторов) Полная спецификация включа. 1:акже эффекты ат пиклвческнз емпера11рных изменений и пайки. уд,1- ров н ввбрацив, кратковременных перегрузок и влажности.полученные прн гоч ка определенных условиях нтмеренпи У элементов с луццен нсхо щой О .— н: с ыо как права 11 Гх.1алькые пар:ме:- ры так кс соотве:сгвеннг л пце эта д.
лается с целью поднять аби|ую с1ааи:и, пасть на уровень. Сравкимыи с 1ровне11 исх: дкои: очности О61цая погрец1вость. 1юрождаемая Осталькымк эффектами Тем не менее "юже1 древ:ои1Н указанный на. чадьныи .апуск Б'ль:е бдите71,нь11 Вог првмер Ме:.Яллорденочныи рези: тор Ягр55С с 1ап1скам 1'. Вмес1. Сле) 1апдзс па. Иор:1ные;анкые темпер1пур щ1й ко ффнциен. :5 11 1' в дгмцазонс . 5 л, | '5 ':, к: зффиииер1 С1. ; 1Н; 1 щни1О 1 1цщдИЧССХИ и изменен" 11 .*смцсра ' ур!1 и ка1рг 1К~ .:Якжс к 1 я1'хс! Х35", . „1араь1 и вк1,,1: Л1- " влажн:Гти!Х5"". Д11 11Я«111пк." компази1ко-71чероднстща реп«ларя ;фирма Айсп-ВГЯ11)су 1ип С(1, :1п пар..
метрь: О.кавы земпсра1урный к п)1фл1- иисп:, '.', 1 .1иацазОнс О1 панка и цикднчсская гы1ру1«а сООГВ1'1с! . венк . 4': и 6' 1зар,1 вплтцщь ' 25 1лажносгь 11";, Нз зпь специфп. к,цщи сгаковшся очсввдньд,1. 111 кельз1 проста а1 л ра:ь 11 помап1ыа1:ачко1 о цифрова1а омметра) .1я работы в л цизионкы=, цепю « дераднс1Ь1е рен1 ° „ ры. к:.рыс акаж)тся.
:Нре;сгмх Н1ЖН~ЧО И«МИНЯ.1ь1 10 На 1СНБЯ д Н.ж„а взя1ь 1' -ный рс:и.:Ор (изи с1це бале .4 точВый!. рассчи111кныи кяк на Н11'1а !ьцук 1а Щае ГЬ.. ЯК В Ка, З1 ОВРСМЕЩГ, сга бп ' ьнас! ь Д 1я иск 11Очк! *' 'ьн ' В! 'саков ЧНОС1И °;С 1" ОРИМСКЯ Ь, 1Ь.РЛГРСця. 1п: кныс м "1Я Л1щс'сн1'ч«1я' рс чкп рья щеке к, ь 5671т* фкрмь: М. рс: ' ' 10 0.025' ' или прсв1;очны, рсзссзар, Выпускасмьк' с ЛОпускОм 0 01* 1 Давая, .' нител1.н)ю информацию а прсци1иоквцк„"«.
рези1ларах .м в при ожении 1 «Нульи-усиякпель1 погрешности з.1емем,,", гав. В опись1ваем1 и схем; (ри; '1) ра; 1ищарь Я, Я, . Лоп Оком 0.01'„прв';,'„- „ мекеккыс в пепи,;щакзвдивак11иеи ка1ф':,::";. фицвен )сидения задаю1 е о Очспь дую..я 1«1 Как мь: уви им ы Ы1 1клс:.Нве Я:, Выбирается пу:еь: «амирами са:ак хяк):1 малые его 1начения )меныпак; '.; 1рев)!':,::,,1 ко. Гь о тока .вита П1 на увс„и взва1ат,"; нщ рек и тегщаваи дреиф С. Кщда щ". дана Я прихо.щ1ся ус:ожкя1; пе:ь ОГИ111, ряз ИОИ связи д.,1я 1'ОГО. 1тОбь1 д мчснй71 резцся оров бы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
