国产精品成人网站,国内精品在线视频,色玖玖玖玖玖,黑人玩弄人妻系列

　　摘要：本文介紹了ADI公司自動(dòng)穩(wěn)零精密儀表放大器AD8230的基本工作原理、使用要點(diǎn)及自動(dòng)穩(wěn)零技術(shù)，給出了以該芯片為核心的一種低噪聲、高增益精密應(yīng)變測(cè)試儀的設(shè)計(jì)電路。實(shí)驗(yàn)表明測(cè)試儀zui大動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差≤1.53‰。
　　
　　1、引言
　　
　　應(yīng)變片式傳感器應(yīng)用十分廣泛，它一般采用電橋式電路結(jié)構(gòu)，以提高輸出靈敏度。但一個(gè)微應(yīng)變橋路輸出只有2mV/V左右，即使在滿載情況下，應(yīng)變片的zui大輸出也只有數(shù)十mV，這就要求前置測(cè)量放大電路具有高增益、高精度、低噪聲、低漂移等特點(diǎn)。一般集成運(yùn)算放大器都是利用參數(shù)補(bǔ)償原理的直接耦合或者阻容耦合方式，它們的初始失調(diào)參數(shù)并不等于零，而是用調(diào)零電位器或精密修正技術(shù)的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行失調(diào)參數(shù)的補(bǔ)償。如此使得直接耦合放大器在放大信號(hào)的同時(shí)也放大了溫漂，而阻容耦合放大器雖能抑制溫漂，但不能用來(lái)放大微弱的直流信號(hào)或緩慢變化的信號(hào)，它會(huì)將這種信號(hào)作為溫漂給抑制掉。使用自動(dòng)穩(wěn)零技術(shù)的精密儀表放大器AD8230就能很好地解決抑制溫漂又放大微弱直流信號(hào)這個(gè)問(wèn)題，以滿足精密應(yīng)變測(cè)試儀的設(shè)計(jì)要求。
　　
　　2、放大器AD8230的工作原理與特性
　　
　　AD8230是ADI公司推出的一款利用動(dòng)態(tài)校零技術(shù)兼?zhèn)涑⌒蚐OIC工藝制作的穩(wěn)零式精密儀表放大器。與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AD62×系列儀表放大器相比，AD8230有許多關(guān)鍵的性能提高：具有109Ω的高輸入阻抗，能有效地抑制信號(hào)源與傳輸網(wǎng)絡(luò)阻抗不對(duì)稱引起的誤差；在-40℃~+125℃的工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓為10μV、失調(diào)電壓溫度漂移只有50nV/℃，共模抑制比高達(dá)140dB，能有效地抑制共模干擾引入的誤差，提高系統(tǒng)信噪比和對(duì)溫度影響的抵抗能力；輸入輸出擺幅可達(dá)電源限（-VS~+VS），以適應(yīng)信號(hào)源電平的較寬范圍；具有較高的增益及較寬的增益調(diào)節(jié)范圍（G=2~1000），其典型增益誤差為±0.01%，增益非線性誤差僅為20ppm，有效地保障了系統(tǒng)的測(cè)量精度。　　
　　放大器增益由兩只外部電阻器設(shè)置以便溫度系數(shù)（TC）匹配,如圖1所示，增益G=2（1+RF/RG）。為使增益誤差及增益漂移zui小，RF、RG應(yīng)選用低溫度系數(shù)的精密電阻器，TC應(yīng)低于10ppm/℃為佳。
　　
　　AD8230由參考端電位確定零輸出電壓，當(dāng)負(fù)載與系統(tǒng)地不明確共地時(shí)特別有用，它提供一種對(duì)輸出引入精密補(bǔ)償?shù)闹苯臃椒ǎ脜⒖级诉€可提供一個(gè)虛地電壓放大雙極性信號(hào)。若AD8230相對(duì)地輸出，則參考端應(yīng)接地，為了使接地回路阻抗zui小，達(dá)到*的CMR，參考端應(yīng)接到一個(gè)低阻抗接點(diǎn)，建議使用接地平面。
　　
　　AD8230采用精心設(shè)計(jì)和布線，確保在低輸入信號(hào)條件下也能保持高精度。其平衡的線路走勢(shì)減少了對(duì)CMR性能有不利影響的寄生效應(yīng)，*的引腳排列簡(jiǎn)化了PCB布線，因?yàn)橄嚓P(guān)印制線都分組靠近在一起，輸入、輸出部分被地線引腳隔離。
　　
　　3、自動(dòng)穩(wěn)零原理
　　
　　自動(dòng)調(diào)零（或自穩(wěn)零）是一種動(dòng)態(tài)地抵消失調(diào)電壓和失調(diào)電壓漂移的技術(shù)，它能將相對(duì)輸入端的失調(diào)電壓降低到μV級(jí)，將失調(diào)電壓漂移降低到nV/℃級(jí)。動(dòng)態(tài)抵消失調(diào)的另一優(yōu)點(diǎn)是可降低低頻噪聲，特別是1/f噪聲。自動(dòng)穩(wěn)零運(yùn)算放大器的基本指導(dǎo)思想是：如果能將運(yùn)放兩個(gè)輸入端短路時(shí)或加共模輸入信號(hào)時(shí)的輸出電壓（誤差電壓）先用電容器寄存起來(lái)（簡(jiǎn)稱采樣），再與運(yùn)放正常工作時(shí)的輸出電壓相減（簡(jiǎn)稱校零），則可有效地減小失調(diào)電壓、失調(diào)電流及溫度變化和電源電壓波動(dòng)所引起的漂移，也可有效地抑制共模信號(hào)。
　　
　　AD8230具有自穩(wěn)零電路結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部信號(hào)路徑由一個(gè)有源差分采樣保持級(jí)（前置放大器）和一個(gè)差分放大級(jí)（增益放大器）組成。兩級(jí)放大器都能實(shí)現(xiàn)自穩(wěn)零，使失調(diào)和漂移減少到zui低，全差分電路結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了對(duì)寄生噪聲的抵抗能力。自穩(wěn)零基本原理如圖2所示，現(xiàn)以兩個(gè)相繼時(shí)鐘相位A、B分別描述其內(nèi)部工作順序。　　
　　電路通過(guò)電子開(kāi)關(guān)來(lái)切換兩個(gè)階段循環(huán)工作：在時(shí)鐘上半周期，電路處于采樣階段，采樣電容器CSAMPLE連接到信號(hào)輸入端，該輸入信號(hào)的差分電壓VDIFF被儲(chǔ)存在CSAMPLE上，共模電壓被抑制。在此期間，增益放大器與前置放大器斷開(kāi)以使其輸出保持在以前采樣的輸入信號(hào)幅度；在時(shí)鐘下半周期，電路處于動(dòng)態(tài)校零和放大階段，CSAMPLE上采集的差分信號(hào)被提供給增益放大器，刷新儲(chǔ)存在CHOLD上的電壓值，并由增益放大器放大。當(dāng)CSAMPLE連接到前置放大器的輸出端時(shí)，前置放大器的共模輸出電壓被下拉到參考電位VREF。用這種方法，使CSAMPLE與前置放大器有相同的共模電壓。
　　
　　4、精密應(yīng)變測(cè)試儀的實(shí)現(xiàn)
　　
　　應(yīng)變測(cè)試儀主要由橋壓產(chǎn)生、射頻干擾（RFI）濾波、共模抑制、信號(hào)放大、低通濾波和緩沖驅(qū)動(dòng)等電路構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。　　
　　在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，不斷增加的射頻干擾，可能被放大器整流后表現(xiàn)為難以消除的直流失調(diào)誤差，同時(shí)考慮到信號(hào)傳輸線路長(zhǎng)、強(qiáng)度弱的情況，在儀表放大器前設(shè)置一個(gè)差分低通濾波器，用以盡可能多地從輸入端去除RF能量，保持每個(gè)輸入端與地之間的AC信號(hào)平衡，以及在測(cè)量帶寬內(nèi)保持足夠高的輸入阻抗以避免降低對(duì)輸入信號(hào)源的帶載能力。
　　
　　應(yīng)變傳感器工作電壓由橋壓產(chǎn)生電路供給，其穩(wěn)定性直接影響到輸入信號(hào)的測(cè)量精度。為使測(cè)量誤差及輸入信號(hào)漂移zui小，橋壓電路應(yīng)選用低溫度系數(shù)的精密基準(zhǔn)穩(wěn)壓集成電路，如LM399、LM3999等。它們采用次表面隱埋技術(shù)，具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、噪聲電壓低等優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)異的恒溫特性αT＝（0.3～2）×10－6/℃，可有效消除溫度變化對(duì)基準(zhǔn)電壓的影響。
　　
　　系統(tǒng)增加了共模抑制電路，可進(jìn)一步減小系統(tǒng)噪聲和直流零點(diǎn)漂移誤差，提高測(cè)試精度；在儀表放大器輸出端設(shè)置一個(gè)低通濾波器以濾除高頻分量，降低低頻噪聲；增加緩沖驅(qū)動(dòng)電路加大放大器的帶載能力，在放大器與負(fù)載相距較遠(yuǎn)時(shí)，效果明顯。該系統(tǒng)解決了以往應(yīng)變儀中頻帶不足、精度不高等難題，是一種新型的精密測(cè)試儀器。
　　
　　5、AD8230在應(yīng)變測(cè)試儀中的應(yīng)用
　　
　　AD8230集成放大器在精密應(yīng)變測(cè)試儀中主要用于共模抑制、信號(hào)放大、自動(dòng)穩(wěn)零和輸出緩沖等。
　　
　　5.1共模抑制電路
　　
　　因應(yīng)變電橋輸出電壓很弱，信號(hào)傳輸大多采用屏蔽電纜。在遠(yuǎn)距離測(cè)量時(shí)，信號(hào)線與電纜屏蔽層之間存在不容忽視的分布電容，若將屏蔽層直接接地，則當(dāng)兩個(gè)輸入端各自對(duì)地電容不等時(shí)，將使系統(tǒng)的共模抑制能力下降，影響后級(jí)測(cè)量精度。如圖4采用一種積極的數(shù)據(jù)保護(hù)措施，將屏蔽層適當(dāng)驅(qū)動(dòng)后接于共模信號(hào)相等電位點(diǎn)上，改善ACCMR，從而不產(chǎn)生泄漏電流，有效增強(qiáng)信噪比。　　
　　5.2輸出濾波、驅(qū)動(dòng)緩沖電路
　　
　　AD8230放大器驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力較小，僅為驅(qū)動(dòng)10kΩ以上負(fù)載阻抗。若負(fù)載阻抗小于10kΩ，其輸出端應(yīng)再加一級(jí)精密驅(qū)動(dòng)緩沖器。根據(jù)應(yīng)用頻段，在輸出端加設(shè)一個(gè)低通濾波器以濾除高頻分量，推薦選用UAF42AU。它集濾波、驅(qū)動(dòng)為一體，通過(guò)改變管腳間連接，可靈活實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通或帶阻濾波。當(dāng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載為2kΩ時(shí)，UAF42AU輸出擺幅為±11.5V，可滿足測(cè)試儀在各領(lǐng)域的應(yīng)用要求。輸出緩沖電路如圖5所示。　　
　　6、結(jié)束語(yǔ)
　　
　　該集成電路可取代分立器件構(gòu)成的儀表放大器，具有線性度優(yōu)良、溫度穩(wěn)定性高、體積小、可靠性高等特點(diǎn)，可用作低功耗醫(yī)用儀表放大器、熱電偶放大器、電橋應(yīng)變測(cè)量放大器及用于傳感器接口、工業(yè)過(guò)程控制、低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。由其構(gòu)成的應(yīng)變測(cè)試儀被廣泛應(yīng)用于物料計(jì)量稱、動(dòng)態(tài)汽車衡、傳感器儀表等，大量實(shí)踐表明，該測(cè)試儀zui大動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差≤1.53‰。