logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Niskoszumny wzmacniacz z zmienianym wzmocnieniem do aplikacji pomiarowych

ghost666 08 Mar 2012 18:35 2824 0
REKLAMA
  • Niskoszumny wzmacniacz z zmienianym wzmocnieniem do aplikacji pomiarowych

    W wielu aplikacjach projektanci spotykać się mogą z sygnałami wejściowymi o amplitudzie zmieniającej się o kilka rzędów wielkości. Niektóre z tych pól to akwizycja danych, kondycjonowanie sygnałów pochodzących z sensorów itp. Inżynierowie firmy Analog Devices - Nathan Carter i Chilann Chan - proponują układ rozwiązujący ten problem, bez powodowania kolejnych.

    Tradycyjne rozwiązanie tego problemu wymaga stosowania układów z opornikiem w sprzężeniu zwrotnym przełączanym mechanicznie. Takie rozwiązania znacznie pogarszają pracę układu, gdyż opór styków zwiększa szum w układzie, a ich czasami znaczna pojemność zwiększa nieliniową odchyłkę wzmocnienia. Jest to znaczny problem gdy pracuje się w aplikacjach z niskoszumnymi lub precyzyjnymi wzmacniaczami i wymaga się wysokich parametrów urządzenia.

    Niskoszumny wzmacniacz z zmienianym wzmocnieniem do aplikacji pomiarowych

    Zaproponowane urządzenie wykorzystuje potrójny przełącznik wykonany w technice CMOS - ADG633. Schemat pokazany jest na powyższym obrazku. Taki układ pozwala na zachowanie niskiej gęstości szumów, oferowanej przez wzmacniacze ADA4896-2, na poziomie 10nV/√Hz, przy czym znacznie redukuje nieliniowy błąd wzmocnienia. Niska pojemność przełącznika CMOS pozwala na zachowanie szerokiego pasma pracy układu.

    ADG633 wykorzystany jest do przełączania oporności w pętli sprzężenia zwrotnego w taki sposób że nieliniowość oporu przełącznika nie zmienia efektywnego wzmocnienia. Wydatnie zmniejsza to błąd wzmocnienia i zachowuje niskoszumny charakter układu. Z pokazanymi na schemacie wartościami pierwsza część układu działać będzie z wzmocnieniem 4 V/V gdy 'styki' ADG633 będą w stanie A lub 2 V/V gdy są w stanie B. Ilość opcji wzmocnienia może być zwiększona z wykorzystaniem przełączników o większej ilości wejść, np. ADG659 z przełącznikiem 4:1 lub ADG658 8:1.

    Warto zwrócić uwagę iż nieliniowa oporność przełącznika powoduje powstanie pewnego offsetu, zależnego od prądu polaryzacji wejścia bufora wyjściowego. Aby skompensować ten nieliniowy offset jeden z nieużywanych przełączników z układu - S3 - wpięty został w pętlę sprzężenia bufora wyjściowego. Dodatkowo aby zredukować offset zależny od wzmocnienia, wynikający z prądu polaryzacji wejścia bufora należy dołączyć dodatkowy szeregowy opornik do przełącznika S2A. Jego opór powinien być różnicą pomiędzy oporami rezystorów w pętli sprzężenia zwrotnego. Takie proste rozwiązanie możliwe jest gdy wzmacniacz wejściowy i bufor są tego samego typu, gdyż ich prąd polaryzacji wejścia jest taki sam.

    Układ w takiej aplikacji ma doskonałą charakterystykę częstotliwościową. Wykres znormalizowanego wzmocnienia pokazany jest poniżej i pokazuje liniowy charakter wzmocnienia przez 3 rzędy wielkości.

    Niskoszumny wzmacniacz z zmienianym wzmocnieniem do aplikacji pomiarowych

    Źródła:
    http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/46-03/gain_selectable_amp.html

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • REKLAMA
REKLAMA