Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Burr-Brown/D19890421Elc025.shtml

Операционный усилитель с большим синфазным напряжением

УДК 621.375.1.087.9

Р. Марк Ститт (R. Mark Stitt)
Фирма Burr-Brown Corp. (Тусон, шт.Аризона)

R. Mark Stitt. Op amp handles high common-mode volts, ED, 1988, No.26, p.126.

Монолитный дифференциальный усилитель INA117 при стандартных напряжениях питания ±15 В допускает синфазные входные сигналы до ±200 В. Во многих случаях необходимо, чтобы усилитель имел дифференциальный вход и большое синфазное напряжение.

Здесь высокое подавление синфазного сигнала обеспечивается внутренним резистивным делителем 20:1 на входах ОУ (рис.1). Благодаря такому ослаблению синфазный сигнал ±200 В уменьшается на входах ОУ до ±10 В. Однако дифференциальные сигналы проходят с единичным усилением. Соответствующим подбором резисторов в схеме ОУ можно установить усиление независимо от величины подавления синфазного сигнала. Однако, чтобы усиление не зависело от температуры, отношения резисторов R1/R2 и R3/R4 должны отслеживать изменения отношения R1/(R2 параллельно R5).

Монолитный дифференциальный усилитель, допускающий синфазные входные сигналы до ±200 В при работе от стандартных источников питания ±15 В.
Рис.1. Монолитный дифференциальный усилитель, допускающий синфазные входные сигналы до ±200 В при работе от стандартных источников питания ±15 В.

Схема тем не менее ограничивает диапазон дифференциального входного сигнала INA117 величиной ±12 В лишь потому, что она имеет единичное усиление. Размах ее выходного сигнала ограничивается источниками питания ±15 В. При уменьшении усиления диапазон дифференциального сигнала будет увеличиваться. Например, если усиление уменьшить до 0,5, то диапазон входного дифференциального сигнала схемы возрастет до ±20 В.

Уменьшить усиление довольно просто при помощи внешних резисторов, однако гораздо лучше использовать для этого внешний ОУ (OPA27). При этом сохраняется чрезвычайно точное согласование внутренних резисторов в INA117, так что подавление синфазных сигналов в схеме и ее температурный дрейф остаются неизменными. Кроме того, снижение усиления при помощи внешней схемы на ОУ приводит к уменьшению выходных шумов. При использовании простого способа они остаются неизменными. Инвертирование выходного сигнала на ОУ OPA27 и подача его части обратно на вывод 5 уменьшает усиление. Даже при включении дополнительного ОУ в цепь обратной связи стабильность схемы превосходна (рис.2).

Даже при включении ОУ OPA27 в цепь обратной связи при усилении 0,5 и емкости нагрузки 1000 пФ стабильность схемы INA117 остается превосходной.
Рис.2. Даже при включении ОУ OPA27 в цепь обратной связи при усилении 0,5 и емкости нагрузки 1000 пФ стабильность схемы INA117 остается превосходной.

Чтобы лучше понять работу схемы, представим ИС INA117 в виде четырехвходового устройства, где E2 — сигнал на выводе 2, E3 — на выводе 3, E5 — на выводе 5, и т.д. Выходное напряжение будет определяться соотношением:

E0=E3—E2+19E5—18E1.

Если точка 1 заземлена (E1=0 В), дифференциальное усиление усилителя составит

A = 1/[1 + 19/(R6/R7)]

и для

A = 0,5 R6/R7 = 19.

Из-за низкого выходного сопротивления ОУ OPA27 сопротивление на выводе 5 ИС INA117 также мало. В результате, хотя INA117 очень чувствительна к согласованию резисторов, усиление и подавление синфазного сигнала сохраняются. Для регулировки ослабления синфазного сигнала следует включить постоянный резистор 10 Ом последовательно с выводом 5 и переменный 20-Ом резистор последовательно с выводом 1. Соединив накоротко выводы 2 и 3, следует подать на них прямоугольный сигнал частотой 500 Гц. Использование прямоугольного сигнала вместо синусоидального позволяет отделить сигнал переменного тока и облегчает наблюдение синфазной составляющей по постоянному току на осциллографе и ее регулировку. Установив на осциллографе большое усиление, регулируя переменный резистор 20 Ом, нужно добиться минимального выходного сигнала. Такая регулировка подавления синфазного сигнала может незначительно изменить усиление. Если это произошло, усиление следует подстроить регулировкой отношения сопротивлений резисторов R6/R7. Данная регулировка не влияет на подавление синфазного сигнала.

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 61, No.25 (804), 1988г - пер. с англ. М.: Мир, 1988, стр.85

Electronic Design No.26 November 23, 1988 VNU Business Publication Inc.

R. Mark Stitt. Op amp handles high common-mode volts, ED, 1988, No.26, p.126.

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Заметки разработчика





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Burr-Brown/D19890421Elc025.shtml