49.Интегральные инструментальные усилители.

В интегральных инструментальных усилителях (LF0036, AD521, AD620, LT1167 и др.) применяется другой принцип формирования выходного сигнала (рис. 6.11). Разность входных напряжений выделяется на выходе за счет использования внутреннего прецизионного преобразователя ΔU_вх → ΔI, выполненного на основе транзисторного дифференциального каскада с токовым зеркалом в коллекторах и источниками тока в эмиттерах. Резистор, регулирующий , включен между эмиттерами транзисторов входного каскада и выведен наружу для регулировки (рис. 6.12). КОCС таких ИУ абсолютно не зависит от внешнего резистора и составляет 100…120 дБ, входное сопротивление – более 100 МОм.

Рис. 6.12. Схема включения прецизионных инструментальных усилителей LT1167 и AD620: 1, 8 – выводы сопротивления R_G; 2 – инвертирующийвход;3 – неинвертирующий вход; 4 – «минус» напряженияпитания;7–«плюс» напряжения питания; 5 – вывод опорного напряжения; 6 – выход

Коэфиициент усиления дифференциального сигнала определяется по формуле:

.

50.Схемы источников опорного напряжения на основе оу. Порядок их расчета и моделирования в системе Micro-Cap.

При проектировании измерительных преобразователей заданного класса точности часто необходимо бывает использовать источники опорного напряжения (ИОН), формирующие стабильное напряжение нужной величины.

От точности выходного напряжения ИОН, как правило, наиболее сильно зависит суммарная погрешность измерительного преобразователя, работающего с параметрическим датчиком.

Еще одним распространенным применением ИОН является формирование опорного напряжения, необходимого для работы АЦП и ЦАП.

Основой построения большинства ИОН являются прецизионный стабилитрон и операционный усилитель.

Источник опорного напряжения на основе параметрического стабилизатора

В схеме ИОН на основе параметрического стабилизатора, показанной на рис. 6.13, напряжение стабилизации U_ст задается цепью R₃ –VD₁, а выходное напряжение определяется по формуле: .

В случае, когда ток, потребляемый нагрузкой, больше _ОУ, на выходе устанавливается транзистор VT₁ (см. рис. 6.14). В этом случае .

Порядок расчета схемы:

1. Выбираем стабилитрон VD₁.

2. Рассчитываем : .

3. Задаемся по условию ограничения .

4. Рассчитываем : .

5. Выбираем ОУ c и высоким КОСС.

Вставка стабилитрона в MicroCAP:

Component–Analog Primitives–Passive Components–Zener, или через Component Palettel (Diode).

Если марка стабилитрона, который предполагается применить, неизвестна, то стабилитрон от диода можно отличить по принадлежности к библиотеке MZENER.LBR:

1N3016A..1N3051A

1N3821..1N3830

1N4099..1N4135 и т. д.

В модели MicroCAP

;

.

Параметры моделей стабилитронов в версиях MicroCAP5 и MicroCAP7 часто отличаются. При моделировании необходимо пользоваться справочной литературой. В библиотеках MicroCAP для моделей стабилитронов не внесены значения TBV1 и TBV2, для моделирования прецизионных схем их нужно задавать вручную.

3. Для уменьшения погрешности от температурного дрейфа ОУ, целесообразно по возможности уменьшать сопротивления резисторов, подключенных к входам ОУ. В частности, для схемы, показанной на рис. 6.22, погрешность от температурного дрейфа ОУ минимизируется при выборе .Для прецизионных схем, работающих в широком диапазоне температур, целесообразно в качестве ИОН использовать специализированные ИМС с термостабилизацией. Пример – семейство ИМС AD581 фирмы Analog Devices. Модели этих ИМС есть в версии MicroCAP7.