Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации

САБЫРОВ НУРЛЫБЕК БАКТИЯРОВИЧ

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНЫХ ДАТЧИКОВ

Направление 210400.68 «Радиотехника»

Магистерская программа

«Системы и устройства передачи, приема и обработки сигналов»

Диссертация на соискание

степени «МАГИСТР»

Научный руководитель:

к.т.н., доцент каф. РЗИ

_________Б.И. Авдоченко

Томск –– 2015

Содержание

Введение 4

Актуальность работы 4

Цели диссертационной работы 4

Используемые методы и технологии 5

Научная новизна 5

Практическая значимость 6

Реализация работы 6

Публикация 7

Структура и объем диссертации 7

Глава 1 Обзор литературы 8

1.1Основные сведения об инструментальных усилителях 8

1.2 Основные характеристики усилителя 8

1.2.1 Операционный усилитель 8

1.2.2 Применение микросхем операционных усилителей 12

1.2.3 Входное сопротивление схемы неинвертирующего усилителя 19

1.2.4 Роли отрицательной обратной связи в стабилизации коэффициента усиления схемы усилителя 21

1.2.5 Дифференциальная схема включения операционного усилителя. 22

1.2.6 Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики операци-онных усилителей. 25

1.2.7 Фазо-частотная характеристика 29

1.2.8 Изменение ЛАЧХ усилителя при включении отрицательной обратной связи 30

1.3 Проектирование принципиальной схемы измерительных усилителей 33

1.4 Измерения основных параметров ИУ 37

1.4.1 Анализ ослабления синфазного сигнала в инструментальных усилителях 37

Глава 2 Аналитический обзор существующих измерительных усилителей 41

2.1 Сравнение параметров ИУ 41

Продолжения таблицы 2.1 41

2.2 Выбор на основе анализа варианта ИУ 42

2.2.1 Описание 42

2.2.2 Конструкция и принцип работы ИУ AD8429 43

2.2.3 Основные характеристики ИУ 45

Глава 3. Разработка измерительного усилителя 47

3.1 Выбор и обоснование схемы и элементной базы 47

3.1.1 Требования к конструкции ИУ 47

3.1.2 Разработка входной части измерительных усилителей 48

3.1.3 Выбор и расчет активного фильтра 2-го порядок 49

3.2 Описания схемы электрической принципиальной 50

3.3 Расчеты основных характеристики 51

3.4 Разработка конструкций и топология 53

3.5 Исследование характеристики измерительного усилителя 58

3.5.1 Исследование измерительного усилителя 58

Глава4. Экспериментальное исследование магнитного датчика 62

4.1 Исследование зависимость выходного напряжения ИУ от величиный магнитного поля 62

4.1.1 Исследование характеристик датчика при питании постоянным током п при постоянном магнитном поле 62

4.1.2 Исследование характеристик датчика при питании постоянным током при переменном магнитном поле 64

4.1.3 Исследование характеристик датчика при питании переменным током при постоянном магнитном поле 66

4.1.4 Исследование характеристик датчика при питании переменным током при переменном магнитном поле 68

Заключение 73

Список литературы 74

Приложение А 76

Приложение Б 77