Измерительный усилитель

Усилитель переменного напряжения

При необходимости усиливать переменный сигнал можно использовать схему рис. 1.3. Для входного тока (очень небольшого) в схеме предусмотрено заземление неинвертирующего входа через резистор R. RC-цепь образует фильтр высоких частот, поэтому постоянная времени должна выбираться исходя из требуемой нижней граничной частоты пропускания усилителя.

Измерительный усилитель принципиально не отличается от дифференциального усилителя, однако обладает очень высоким входным сопротивлением, высоким коэффициентом ослабления синфазного сигнала, низким напряжением смещения.

Может быть построен путем добавления неинвертирующих буферных усилителей к каждому входу дифференциального усилителя для увеличения входного сопротивления.

Существуют также реализации на основе двух (а не трёх, как в приведённой схеме) операционных усилителей.

Преобразователь ток-напряжение Входное сопротивление такой схемы определяется коэффициентом усиления реального ОУ и сопротивлением обратной связи по формуле: , где K_A - коэффициент усиления операционного усилителя.

Очень малое входное сопротивление и выходное напряжение, пропорциональное входному току. Собранный по схеме инвертирующего усилителя с сопротивлением R1 равным 0.

В этой схеме входной ток I_вх протекает от источника через резистор обратной связи R2. В связи с тем, что неинвертирующий вход заземлен, потенциал инвертирующего входа также должен быть равен нулю.

Выходное напряжение получается по формуле:

Из этой формулы видно, что выходное напряжение операционного усилителя действительно прямо пропорционально его входному току. Преобразователь ток-напряжение особенно удобен для усиления сигналов, снимаемых с высоко-омных источников. Ток I, протекающий через резистор нагрузки, не зависит от сопротивления нагрузки R_н, но прямо пропорционален входному напряжению. Таким образом схема является источником тока (гальваностатом), управляемым напряжением. Недостатком данной схемы является невозможность заземлить R_н.

Преобразователь «напряжение-ток» (ПНТ) - это электронное устройство, которое производит преобразование входного напряжения в выходной ток.

Инвертирующая схема:

Iвых= -Uвх/R1

Rвх=R1

Iвых max = Uпит/Zn

Неинвертирующая схема:

Rвх=Rвх.сф.

Iвых= Uвх/R1

Iвых max = Uпит/(R1+Zn)

Входное сопротивление R_вх - очень мало и не влияет на схему, в которой проводится измерение тока. Напряжение на выходе практические не зависит от нагрузки.

Для обоих схем:

Выходное сопротивление: Rвых=R1*(1+Куu)

Выходной ток смещения:

Iсм= Iсм.вх. + Uсм.вх/R1

Назначение фильтров, классификация по полосе пропускания

Электрическим фильтром называется четырехполюсник, пропускающий электрические сигналы в определенной полосе частот и подавляющий электрические сигналы вне этой полосы.

Фильтры – это устройства, целенаправленным образом изменяющие спектры сигналов.

Фильтрация сигнала, т.е. изменение его спектра, обычно предпринимается с целью увеличить отношение полезного сигнала к шумам и помехам или усилить какие-нибудь полезные качества сигнала.

Назначение: для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала и/или подавления нежелательных.

Классификация по полосе пропускания:

-фильтры нижних частот (ФНЧ), пропускающие сигналы с частотами от 0 до ƒ_с;

-фильтры верхних частот (ФВЧ), имеющие полосу пропускания отƒ_с до бесконечности;

-фильтры полосно-пропускающие (ФПП),

пропускающие входной сигнал в полосе частот от f_{c 1} до f_{c 2};

- фильтры полосно-заграждающие (ФПЗ), не пропускающие входной сигнал в полосе частот от f_{c 1} до f_{c 2;}

- гребенчатые фильтры (ГФ), или многополосовые, имеющие несколько полос пропускания.

- фильтр всепропускающий

- Гребенчатый фильтр

Дата добавления: 2015-05-06