13. Мдм усилители.

Для борьбы с дрейфом нуля по напряжению выполняются усилители с модуляцией/демодуляцией сигналов (МДМ-усилители).

Схема такого усилителя:

У У – устройство управления;

М – модулятор – измерительный ключ или переключатель, который не создает никаких помех.

В качестве ключа можно использовать реле, но в реальных схемах используют полевые транзисторы;

У – усилитель;

ДМ – демодулятор – обычно такой же ключ как и на входе;

С_б – блокирующий (разделительный) конденсатор.

Сначала постоянный сигнал преобразуется в переменный, далее усиливается, затем, преобразуется в постоянный сигнал с помощью ДМ. Погрешность по постоянному току определяется М, а частотный диапазон ФНЧ.

Модулятор и демодулятор должны работать синхронно.

Если на входе поменяется знак сигнала, то на выходе тоже поменяется (это фазочувствительная схема). Это достигается за счет УУ и синхронной работы М и ДМ.

Частота модуляции в диапазоне 1-10 кГц. Если возрастает частота М, то и увеличивается уровень помех, дрейф нуля. Это схема хорошо работает при низких частотах. Недостатком МДМ-усилителей является то, что они низкочастотные. Чтобы этого избежать, используется 2-хканальный усилитель:

Если замкнуть ОС дрейф нуля ОУ приведен ко входу будет .

В высокочастотной области погрешность определяется в основном ОУ на выходе.

14. Инструментальные оу (иу). Схемотехника.

ИУ – это наиболее распространенный тип измерительных усилителей. Во многих измерительных схемах необходимо измерять разность потенциалов между двумя точками электрической цепи, каждая из которых имеет ненулевой потенциал относительно общей точки измерительной схемы. Для этой цели используются измерительные усилители, которые представляют собой устройства с дифференциальным входом, построенные так, что они усиливают только разность напряжений, поданных на их входы, и не реагируют на синфазное напряжение.

ИУ – прецизионное устройство для усиления дифференциальных напряжений, которое оптимизировано для работы в тяжелых условиях (большие уровни шумов и перепады температур) и предназначено для выполнения высокоточных измерений. Данные устройства имеют сверхвысокие входные сопротивления, что позволяет им работать с датчиками, имеющими малое значение выходного напряжения или большое выходное сопротивление. Входные токи и напряжения смещения ИУ имеют малые и относительно стабильные значения. Для минимизации шумов и провалов напряжений, характерных для удаленных датчиков, ИУ имеют высокую способность подавления синфазных входных напряжений. Схема ИУ (на одном ОУ):

Если выполняется условие, что и – разные.

При выполнении условия усиление дифференциального сигнала намного больше усиления синфазного сигнала и коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС) будет максимальным.

 Дифференциальный коэффициент усиления при выполнении указанного выше условия .

 Коэффициент усиления синфазного сигнала, обусловленный рассогласованием резисторов, равен

 Коэффициент усиления синфазного сигнала, обусловленный конечным значением КОСС операционного усилителя, равен

Здесь КОСС выражается отношением, а не в децибелах.

КОСС всей схемы: .

Эта схема имеет низкое входное сопротивление. Выходное сопротивление источника сигнала влияет на величину дифференциального коэффициента усиления и на коэффициент ослабления синфазного сигнала, что почти всегда требует точной настройки параметров схемы. Для изменения коэффициента усиления нужно одновременно менять сопротивления двух резисторов.