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

Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II

ghost666 24 Sty 2014 11:48 2853 2
  • W poprzedniej części artykułu - https://www.elektroda.pl/rtvforum/artykuly.php?p=2739524 - dyskutowaliśmy zagadnienie wzrostu parametrów tłumienia wpływu zmiany napięcia zasilania (PSRR) i sygnały współbieżnego (CMRR) wraz z wzrostem wzmocnienia przy którym pracuje nasz wzmacniacz pomiarowy.

    Powróćmy zatem do uproszczonego modelu wzmacniacza instrumentalnego oparty o dwa stopnie wzmacniające. Schemat uproszczonego modelu pokazany jest na poniższym schemacie. Pamiętajmy iż PSRR i CMRR obliczane są w stosunku do napięcia wejściowego.

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II


    Przy wyższych wzmocnieniach przesunięcie napięcia przez offset na drugim stopniu wzmacniacza trzeba podzielić przez wzmocnienie stopnia wejściowego, jako że obliczane parametry odnoszą się do napięcia wejściowego. Pokazuje to poniższy wzór:

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II (1)


    Zaprezentowany powyżej konceptualny model dwustopniowego wzmacniacza jest jednakże poniekąd niekompletny. Na przykład - co się stanie w sytuacji jeżeli offset obu stopni wejściowych będzie sobie równy i będzie miał tą samą polaryzację, czyli że:

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II (2)


    Porównajmy w takim wzmacniaczu instrumentalnym parametr PSRR dla wzmocnienia równego 1000 i 1. Ich stosunek zapisać możemy wzorem:

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II (3)






    Offset liczony w stosunku do wejścia zmniejsza się o połowę, co oznacza poprawę PSRR o 6 dB. Jednakże w typowym wzmacniaczu pomiarowym przy takiej jak zaprezentowana zmiana wzmocnienia PSRR poprawia się zazwyczaj o wartości dochodzące do 30 dB. Wynika z tego fakt iż ΔVOS1 musi być znacznie mniejsze niż ΔVOS2, aby osiągnąć taką zmianę PSRR przy zmianie wzmocnienia o trzy rzędy wielkości.

    Przyjrzyjmy się bliżej strukturze wzmacniacza instrumentalnego o najprostszej architekturze, to jest takiego do konstrukcji którego posłużyły trzy wzmacniacze operacyjne. Schemat takiego układu pokazany jest poniżej. Stopień wyjściowy tego układu składa się z

    Bliższa analiza zaprezentowanego schematu pozwala na zrozumienie zasady jego działania. Stopień wyjściowy tego układu składa się z wzmacniacza operacyjnego A3 oraz oporników R3, R4, R5 i R6. Stopień wyjściowy skonfigurowany jest do pracy jako wzmacniacz odejmujący. Jeśli wartości rezystancji oporników R3, R4, R5 oraz R6 spełniają równanie:

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II (4)


    To stopień wyjściowy będzie wzmacniał tylko napięcie różnicowe pochodzące z stopnia wejściowego, a tłumi napięcie które występuje w obu wyjściach pierwszego stopnia - napięcie współbieżne.

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II


    Stopień wejściowy naszego wzmacniacza składa się z dwóch wzmacniaczy operacyjnych: A1 oraz A2. Zmiany w napięciu zasilającym bądź w napięciu współbieżnym sygnału przekładają się na zmiany w napięciu offsetu tych wzmacniaczy, które oznaczone są jako ΔVOS1A i ΔVOS1B.

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II


    Rozważmy sytuację w której nieodwracające wejścia op-ampów A1 i A2 są uziemione, a stopień wejściowy wzmacniacza skonfigurowany jest do pracy z wzmocnieniem równym 1. Przyjmijmy teraz sytuację w której na przykład zmiana w napięciu zasilania powoduje zmianę napięcia offsetu tych wzmacniaczy. Spowoduje to wygenerowanie napięcia współbieżnego na wyjściu tego różnicowego stopnia. Napięcie współbieżne opisać możemy następującą zależnością:

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II (5)


    A napięcie różnicowe na wyjściu z tego stopnia wyniesie:

    Jak sobie radzić z tłumieniem, czyli o parametrach PSRR i CMRR - część II (6)


    Pamiętamy z naszych rozważań iż wzmacniacz różnicowy na wyjściu naszego wzmacniacza instrumentalnego tłumić będzie napięcie współbieżne; w takiej sytuacji tylko różnica napięć - sygnał różnicowy - jest wzmacniany i przekazywany na wyjście z układu. Zatem offset stopnia wejściowego (ΔVOS1) jest determinowany przez różnicę pomiędzy napięciami offsetu wzmacniaczy wejściowych ΔVOS1A oraz ΔVOS1B a nie ich bezwzględną amplitudę.

    Przy precyzyjnym projekcie układu scalonego oraz dobrze zaprojektowanej płytce drukowanej offsety wzmacniaczy wejściowych są do siebie dosyć dopasowane, co pozwala na zredukowanie przesunięcia offsetu wejściowego układu do około jednej dziesiątej offsetu stopnia wyjściowego.

    Parametry wzmacniacza instrumentalnego - CMRR oraz PSRR - nie poprawiają się magicznie wraz z zwiększaniem wzmocnienia układu. Jest to wynik wielostopniowej topologii wzmacniacza pomiarowego i faktu istnienia wzmacniacza różnicowego na wyjściu tego układu.

    Precyzyjne dobranie wzmacniaczy wejściowych oraz każdorazowe trymowanie oporników stopnia wyjściowego w każdym produkowanym układzie pozwala na zapewnienie bardzo wysokiego tłumienia sygnały współbieżnego i wpływu napięcia zasilania na wyjście z układu - coś do czego nowoczesne układy scalone bardzo nas przyzwyczaiły.
    Źródła:
    http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisiondesignshu...entation-amplifier-psrr-and-cmrr-part-ii.aspx


    Fajne!
  • #2 25 Sty 2014 16:26
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Błędy w tłumaczeniach się zdarzają, ale błędne tłumaczenie w tytule, błędne tłumaczenie terminu będącego głównym tematem artykułu, to całkowita kompromitacja tłumacza, tym bardziej że w tym przypadku człowiek przegrywa z maszyną - google translatorem, który CMRR i PSRR tłumaczy prawie poprawnie.

    Słowo "odrzucenie" tak bardzo nie pasuje do PSRR i CMRR że po przeczytaniu pierwszego zdania przez dłuższa chwilę zastanawiałem się czy jest w nim jakikolwiek sens.

  • #3 25 Sty 2014 16:38
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Poprawione.

    Dziękuję za uwagi, przynajmniej wiem że ktoś to czyta.

    P.S. Z ciekawości sprawdziłem - translator automatyczny także nie tłumaczy poprawnie.