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為什么儀表放大器常常被人們誤解 放大器是如何工作的

時間:2020-08-04    來源:儀多多儀器網    作者:儀多多商城     
為什么儀表放大器常常被人們誤解呢?圖1所示的三運放儀表放大器看似為一種簡單的結構,因為它使用已經存在了幾十年的基本運算放大器(op amp)來獲得差動輸入信號。運算放大器的輸入失調電壓誤差不難理解。運算放大器開環(huán)增益的定義沒有改變。運算放大器共模抑制(CMR)的簡單方法自運算放大器時代之初就已經有了。那么,問題出在哪里呢?

單運算放大器和儀表放大器的共享CMR方程式如下:

本方程式中,G相當于系統(tǒng)增益,VCM為相對于接地電壓同樣施加于系統(tǒng)輸入端的變化電壓,而VOUT為相對于變化VCM值的系統(tǒng)輸出電壓變化。

在CMR方面,運算放大器的內部活動很簡單,其失調電壓變化是唯一的問題。就儀表放大器而言,有兩個影響器件CMR的因素。第一個也是較為重要的因素是,涉及第三個放大器(圖1,A3)電阻比率的平衡問題。例如,如果R1等于R3,R2等于R4,則理想狀況下的三運放儀表放大器CMR為無窮大。然而,我們還是要回到現(xiàn)實世界中來,研究R1、R2、R3 和R4與儀表放大器CMR的關系。

具體而言,將R1:R2同R3:R4匹配至關重要。結合A3,這4個電阻從A1和A2的輸出減去并增益信號。電阻比之間的錯配會在A3輸出端形成誤差。方程式2在這些電阻關系方面會形成CMR誤差:

例如,如果R1、R2、R3和R4接近相同值,且R3:R4等于R1/R2的1.001,則該0.1%錯配會帶來儀表放大器CMR的降低,從理想水平降至66dB級別。

根據方程式1,儀表放大器CMR隨系統(tǒng)增益的增加而增加。這是一個非常好的特性。方程式1可能會激發(fā)儀表放大器設計人員確保有許多可用增益,但是這種方法存在一定的局限性。A1和A2開環(huán)增益誤差和噪聲。放大器的開環(huán)增益等于20log(ΔVOUT/ΔVOS)。隨著A1和A2增益的增加,放大器開環(huán)增益失調誤差也隨之增加。A1和A2的輸出振幅變化一般涵蓋電源軌。儀表放大器增益更高的情況下,運算放大器的開環(huán)增益誤差和噪聲占主導。通過RSS公式,這些誤差降低了更高增益下的儀表CMR。因此,您會看到儀表放大器的CMR性能值往往會在更高增益時達到最大值。

因此,從CMR角度來看,儀表放大器就像是一個在不同系統(tǒng)增益下器件各部分都誘發(fā)CMR誤差的系統(tǒng)。當您對器件的內部原理進行研究時,它便不再如此神秘。您把各個部分都分開來,就會一目了然。



    比例閥放大器采用簡單的放大原理,或將發(fā)送端信號放大,或將接收端已經衰減的信號放大。


    在接收端放大的方式一出來就被拋棄,因為他會將傳輸中的干擾一起放大,包括內部信號間的串擾。采用發(fā)送端放大的設備在采用特制VGA視頻線纜為傳輸介質后,可以將電腦的VGA視頻信號傳輸上幾十米。

 


    比例閥放大器維修方法


    振動容易破壞液壓元件,損害機械的工作性能,影響到設備的使用壽命,而噪聲則可能影響操作者的健康和情緒,增加操作者的疲勞度。


    造成液壓系統(tǒng)中的振動和噪聲來源很多,大致有機械系統(tǒng)、液壓泵、液壓閥及管路等幾方面


    機械系統(tǒng)的振動和噪聲


    機械系統(tǒng)的振動和噪聲,主要是由驅動液壓泵的機械傳動系統(tǒng)引起的,主要有以下幾方面。


    1)回轉體的不平衡


    在實際應用中,電機大都通過聯(lián)軸節(jié)驅動液壓泵工作,要使這些回轉體做到完全的動平衡是非常困難的,如果不平衡力太大,就會在回轉時產生較大的轉軸的彎曲振動而產生噪聲。


    2)安裝不當


    液壓系統(tǒng)常因安裝上存在問題,而引起振動和噪聲。如系統(tǒng)管道支承不良及基礎的缺陷或液壓泵與電機軸不同心,以及聯(lián)軸節(jié)松動,這些都會引起較大的振動和噪聲。


    2. 液壓泵產生的振動和噪聲


    液壓泵(液壓馬達)通常是整個液壓系統(tǒng)中產生振動和噪聲的最主要的液壓元件。液壓泵產生振動和噪聲,一方面是由于機械的振動,另一方面是由于液體壓力流量積聚變化引起的。


    1)液壓泵壓力和流量的周期變化


    液壓泵的齒輪,葉片及柱塞在吸油,壓油的過程中,使相應的工作產生周期性的流量和壓力的過程中;


    使相應的工作腔產生周期的流量和壓力的變化,進而引起泵的流量和壓力脈動,造成液壓泵的構件產生振動;


    而構件的振動又引起了與其相接觸的空氣產生疏密變化的振動,進而產生噪聲的聲壓波傳播出去。


    2)液壓泵的空穴現(xiàn)象


    液壓泵在工作時,如果液壓油吸入管道的阻力過大,此時,液壓油來不及充滿泵的吸油腔,造成吸油腔內局部真空,形成負壓。


    如果這個壓力恰好達到了油的空氣分離壓力時,原來溶解在油液內的空氣便會大量析出,形成游離狀態(tài)的氣泡。


    隨著泵的轉動,這種帶有氣泡的油液轉入高壓區(qū),此時氣泡由于受到高壓而縮小,破裂和消失,形成很高的局部高頻壓力沖擊。





增加信號幅度或功率的裝置,它是自動化技術工具中處理信號的重要元件。放大器的放大作用是用輸入信號控制能源來實現(xiàn)的,放大所需功耗由能源提供。對于線性放大器,輸出就是輸入信號的復現(xiàn)和增強。對于非線性放大器,輸出則與輸入信號成一定函數關系。放大器按所處理信號物理量分為機械放大器
放大器、電子放大器、液動放大器和氣動放大器等,其中用得zui廣泛的是電子放大器。隨著射流技術(見射流元件)的推廣,液動或氣動放大器的應用也逐漸增多。電子放大器又按所用有源器件分為真空管放大器、晶體管放大器、固體放大器和磁放大器,其中又以晶體管放大器應用zui廣。在自動化儀表中晶體管放大器常用于信號的電壓放大和電流放大,主要形式有單端放大和推挽放大。此外,還常用于阻抗匹配、隔離、電流-電壓轉換、電荷-電壓轉換(如電荷放大器)以及利用放大器實現(xiàn)輸出與輸入之間的一定函數關系(如運算放大器)
通用型集成運算放大器
通用型集成運算放大器是指它的技術參數比較適中,可滿足大多數情況下的使用要求。通用型集成運算放大器又分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅰ型屬低增益運算放大器,Ⅱ型屬中增益運算放大器,Ⅲ型為高增益運算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的產品,其輸入失調電壓在2mV左右,開環(huán)增益一般大于80dB。
高精度集成運算放大器
高精度集成運算放大器是指那些失調電壓小,溫度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的運算放大器。這類運算放大器的噪聲也比較小。其中單片高精度集成運算放大器的失調電壓可小到幾微伏,溫度漂移小到幾十微伏每攝氏度。
高速型集成運算放大器
高速型集成運算放大器的輸出電壓轉換速率很大,有的可達2~3kV/μS。
高輸入阻抗集成運算放大器
高輸入阻抗集成運算放大器的輸入阻抗十分大,輸入電流非常小。這類運算放大器的輸入級往往采用MOS管。
低功耗集成運算放大器
低功耗集成運算放大器工作時的電流非常小,電源電壓也很低,整個運算放大器的功耗僅為幾十微瓦。這類集成運算放大器多用于便攜式電子產品中。
寬頻帶集成運算放大器
寬頻帶集成運算放大器的頻帶很寬,其單位增益帶寬可達千兆赫以上,往往用于寬頻帶放大電路中。
高壓型集成運算放大器
一般集成運算放大器的供電電壓在15V以下,而高壓型集成運算放大器的供電電壓可達數十伏。
功率型集成運算放大器
功率型集成運算放大器的輸出級,可向負載提供比較大的功率輸出。
光纖放大器
光纖放大器一般都由增益介質、泵浦光和輸入輸出耦合結構組成。目前光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器、半導體光放大器和光纖拉曼放大器三種,根據其在光纖網絡中的應用,光纖放大器主要有三種不同的用途:在發(fā)射機側用作功率放大器以提高發(fā)射機的功率;在接收機之前作光預放大器以極大地提高光接收機的靈敏度;在光纖傳輸線路中作中繼放大器以補償光纖傳輸損耗,延長傳輸距離。
有線電視干線放大器
干線放大器技術特點:
*.HYF-860B﹑HYF-750B﹑HYF-550B系列溫度補償寬帶網絡干線放大器采用采用高性能飛利浦CATV專用放大模塊,保證了輸出信號功率大,頻帶寬,增益高,線性好,工作穩(wěn)定。
*.前后兩級均衡調節(jié)電路,使信號電平平坦度好,有效解決電平“鼓包”現(xiàn)象,并且能使電平帶斜率輸出,適用于有線電視遠距離傳輸。
*.獨有的集成電路式溫度補償能改善由于高低氣溫差對電纜及放大器的影響,自動控制輸出電平的高低。
*.分支型﹑分配型輸出選擇功能適合實際線路的需要,節(jié)省開支;輸出饋電顯示功能,方便實用。
*.采用雙面金屬孔化電路板,環(huán)型變壓器電源,使放大器高頻性能優(yōu)異,工作穩(wěn)定可靠。
*.CATV專用鋁合金壓鑄噴塑外殼,防雨、散熱、屏蔽特性好。
*.220V交流供電或者60V集中饋電型任選。

上海伊里德自動化設備有限公司
 

 



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