Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Relpol
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Bliższe spojrzenie na specjalne układy wzmacnaczy

ghost666 28 Sie 2013 16:11 2766 2
  • Czy zastanawialiście się kiedyś dlaczego istnieje tyle różnych rodzajów specjalizowanych wzmacniaczy?W poniższym artykule, autorstwa Soufiane Bendaouda przyjrzymy się specjalnym funkcjom zawartym w różnorakich wzmacniaczach o bardzo specyficznych polach aplikacji.

    Wzmacniacze posiadające specjalne funkcje mogą być dodatkowo programowalne, ale nie muszą. Wszystkie układy takie jak: wzmacniacze instrumentalne (pomiarowe), wzmacniacze o programowalnym wzmocnieniu, o zmiennym wzmocnieniu - sterowane analogowo i cyfrowo - wszystkie mieszczą się w kategorii specjalnych wzmacniaczy, które tutaj omówimy.

    Tradycyjnie monolityczne wzmacniacze instrumentalne projektowane są z wykorzystaniem dwóch lub trzech wzmacniaczy operacyjnych i zintegrowanych w układzie precyzyjnie dobranych oporników, co zapewnia bardzo duże odrzucenie sygnału współbieżnego. Układy takie charakteryzują się dużą impedancją wejściową i niższym kosztem niż konstrukcja tego typu złożona z dyskretnych układów.

    Architektura wzmacniacza instrumentalnego wykorzystująca dwa wzmacniacze operacyjne kosztem gorszego odrzucenia sygnału współbieżnego z uwagi na zmianę fazy w pierwszym z układów wynikającą z czasów propagacji sygnału w układzie. Lepszą architekturą tego typu układu, która charakteryzuje się znacznie lepszym dobraniem do siebie obu gałęzi układu i większym odrzuceniem sygnału współbieżnego, jest złożenie wzmacniacza instrumentalnego z 3 wzmacniaczy operacyjnych.

    Niezależnie od użytej topologii wzmacniacze instrumentalne mają jedną wspólną cechę - wejście różnicowe i wyjście niesymetryczne z pinem odniesienia, który podłączany jest do zasilania (w przypadku układów z dwoma, symetrycznymi napięciami zasilania) lub do połowy napięcia zasilania w układach z pojedynczym napięciem zasilającym.

    Inne topologie używane są, w zależności od finalnej aplikacji. Przełączane kondensatory używane są z wzmacniaczami instrumentalnymi stabilizowanymi impulsowo, w układach z sensorami o bardzo niskiej impedancji, takimi jak cewki czujników magnetycznych czy tensometry.

    Tak jak wzmacniacze operacyjne, wzmacniacze instrumentalne mogą być projektowane do pracy w układach z sprzężeniem prądowym. Napięcie współbieżne jest niezależne od doboru oporników a wzmacniacz instrumentalny może mierzyć względem masy. LMP8358 używa tej techniki, razem z techniką auto-zerowania, do zapewnienia doskonałych parametrów pracy i detekcji awarii wbudowanej w układ.

    Poważną zaletą pracy w trybie prądowym jest możliwość pomiaru względem masy. Praca rail-to-rail jest także implementowana z wykorzystaniem pomp ładunku. Kosztem takiego rozwiązania jest zwiększony poziom szumów oraz powiększone pole zajmowane przez układ na płytce drukowanej.

    Wzmacniacze PGA - o programowalnym wzmocnieniu - różnią się od wzmacniaczy instrumentalnych posiadaniem różnicowego wyjścia. Zazwyczaj układy te nie potrzebują zewnętrznego opornika z pomocą którego programuje się wzmocnienie układu. Czasami wykorzystywane są z wzmocnieniem mniejszym niż jeden. Funkcjonalność osłabiania sygnału jest użyteczna w aplikacjach takich jak testowanie odporności systemów na wibrację lub w sterownikach przemysłowych, jako moduły wejścia/wyjścia. Bardzo często układy takie są elementami składowymi, wbudowanymi w przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC), tak jak jest w przypadku układu ADS1220.

    Najnowszym układem PGA z rodziny układów charakteryzujących się zerowym dryftem jest PGA281. Charakteryzuje się napięciem offsetu 5 µV i dryftem wzmocnienia wynoszącym 0,5 ppm/ºC. Odrzucenie zakłóceń EMI wynosi 120 dB, a odrzucenie sygnału współbieżnego aż 140 dB.

    Wzmacniacze o regulowanym wzmocnieniu - VGA - są bardzo użyteczne w aplikacjach wymagających dużej szybkości działania, takich jak aplikacje w sonarach czy kontroli fotopowielaczy, a także w układach automatycznej regulacji wzmocnienia w odbiornikach radiowych i stacjach bazowych. Tak jak wzmacniacze instrumentalne, układy VGA mogą zostać skonstruowane w kilku topologiach, zależnie od docelowej aplikacji. LMH6521 jest jednym z wielu dostępnych wzmacniaczy o cyfrowo regulowanym wzmocnieniu, produkowanym przez firmę Texas Instruments. Charakteryzuje się on możliwością dokładnej regulacji wzmocnienia i zgodnością fazy.

    Układy VGA - sterowane analogowo i cyfrowo - można podzielić na dwie grupy: z stałym wejściem i stałym wyjściem. Z wzmacniaczami z regulowanym wzmocnieniem z stałym wyjściem wzmocnienie regulowane jest w taki sposób, aby utrzymać sygnał wyjściowy na stałym poziomie, podczas zmian sygnału wejściowego. W układach z stałym wejściem wzmocnienie utrzymywane jest tak, aby zmieniać poziom sygnału wyjściowego gdy sygnał wejściowy jest stały.

    Ostatnim typem wzmacniaczy wyposażonych w dodatkowe funkcje są front-endy analogowe (AFE). Układy AFE integrują w swojej strukturze wiele układów, tak że możliwa jest regulacja wzmocnienia, aż do możliwości osłabienia sygnału. Układ jest bardzo elastyczny w aplikacji, dzięki czemu możliwe jest używanie go z wejściami i wyjściami różnicowymi lub niesymetrycznymi. Przykładem takiego układu może być LMP7312.
    Źródła:
    http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive...oser-look-at-special-function-amplifiers.aspx

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Relpol
  • #2
    bator97
    Poziom 13  
    A czy można przedstawić budowę takiego wzmacniacza oprócz opisu dodatkowo na schemacie blokowym?
  • Relpol