ное напряжение сдвига Uвх сд. В результате выходное напряжение смещения схемы

Uвых см = [1+ R/(Rк + Rут)] Uвх сд + R Iвх см.

Дополнительно в схеме будет наблюдаться постоянный дрейф выходного напряжения со скоростью

dUвых/dt = Uвых/CR + Iвх см/C.

Как следует из рис. 8.4, например, полоса рабочих частот такого преобразователя заряда в напряжение ограничена.

Нижняя граничная частота по уровню –3дБ f гр н = 1/2πRC Гц.

Она позволяет оценить приемлемые временные изменения измеряемой величины. Постоянная времени разряда конденса-

тора С: τ = RC. Как известно за время, равноеt = τ, постоянному входному механическому воздействию соответствует изменение выходного напряжения на 37%. В пределах интервала

времени t = τ можно считать, что выходное напряжение схемы из-за разряда конденсатора С меняется линейно. Это значит за

время, равное 0,01τ, изменение выходного напряжения составит приблизительно 0,4%. Отсюда следуют две возможных р е- комендации.

Во-первых, что касается скорости изменения регистрируемого сигнала, то он должен меняться за время t = 0,01τ больше, чем

0,4%.

Во-вторых, схему можно ввести в режим измерения практически не меняющихся во времени сигналов, т.е. в режим квазистатических измерений. Для этого достаточно кратковременно зако-

рачивать конденсатор С с частотой fк = 1/0,01τ, если погрешность измерения в 0,4% приемлема.

8.3.Усилители заряда с высокоомным входом

Втаких измерительных схемах пьезодатчик дополняется неинвертирующим усилителем с практически бесконечным входным сопротивлением (рис. 8.5).

147

Контрольные задания

1.Прокомментировать назначение усилителей заряда.

2.Прокомментировать основные характеристики усилителей заряда с низким входным сопротивлением.

3.Прокомментировать основные параметры усилителей заряда

свысоким входным сопротивлением.

9.УСИЛИТЕЛИ С УПРАВЛЯЕМЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ

ПЕРЕДАЧИ

В эту группу микросхем входят устройства различной сложности. Условно их можно разделить на две группы: усилители, коэффициент усиления которых регулируется внешним напряжением, представленным в цифровой форме, а также усилители, управляемые аналоговым напряжением.

9.1. Усилители с цифровым управлением

Строятся на основе операционных усилителей. Их можно разделить на две подгруппы. В первую входят усилители, коэффициент усиления которых можноварьировать изменением параметров цепи отрицательной обратной связи (рис. 9.1).

Рис. 9.1

Очевидно, что включая резисторы R или R1 или те и другие в любой желаемой комбинации, можно дискретно регулировать ко-

149

эффициент передачи схемы. В качестве ключей используются полевые транзисторы. Современные транзисторы, как правило, обеспечивают практически нулевое сопротивление в состоянии "включено" и практически бесконечное в состоянии "выключено".

Управление ключами осуществляется специальным логическим устройством, управляемым, в свою очередь, цифровым управляющим сигналом.

По существу, набор резисторов с логическим устройством аналогичен по принципу действия цифроаналоговому преобразователю (ЦАП). Здесь под действием цифрового управляющего сигнала формируется соответствующий коду коэффициент деления резистивного делителя. На рис. 9.2 приведена зависимость сопротивления от содержания кода цифрового управляющего сигнала объемом, например в 3 разряда.

R

7R/8

6R/8

5R/8

4R/8

3R/8

2R/8

R/8

Код управляю-

щего сигнала

Рис. 9.2

Если включить ЦАП вместо резисторов R (рис. 9.1), то цифровым управляющим сигналом можно дискретно менять величину напряжения, поступающего с выхода операционного усилителя на его вход, т.е. изменять его коэффициент усиления (рис. 9.3).

150