Для датчика генераторного типа, как уже отмечалось, вторичный преобразователь может и не понадобиться, если сигнал самого датчика достаточно велик. В противном случае вторичные преобразователи усиливают сигнал и при необходимости изменяют его постоянную составляющую. В этом случае используется стандартная схема операционного усилителя с отрицательной обратной связью (рис.1, а).
Рис. 1.
Коэффициент усиления такого усилителя определяется отношением сопротивлений резисторов R2 и R1:
(2.1)
где Ку - коэффициент усиления усилителя без обратной связи. Приближенное соотношение записано в предположении, что Ку много больше требуемого значения коэффициента усиления.
При подаче усиливаемого сигнала на вход 1 он не инвертируется, а при подаче на вход 2 инвертируется. Неиспользуемый вход обычно заземляют. При необходимости на него может быть подан постоянный сигнал для изменения постоянной составляющей.
Усилители могут работать в недифференциальном режиме, когда усиливаемый сигнал подается на один вход, а вторым входом является общая земля (общий нуль), и в дифференциальном режиме, когда исследуемый сигнал подается на оба входа, что имеет место, например, при усилении сигналов с мостовых схем.
Если датчик генераторного типа выдает ток, то вторичный преобразователь должен преобразовать выходной ток в напряжение и при необходимости усилить.
Для этого также может быть использован операционный усилитель, в котором сопротивление R1 много меньше выходного сопротивления датчика, рассматриваемого как генератор тока.
В этом случае коэффициент передачи вторичного преобразователя не зависит от R1.
K = UBых/IBX = R2 (2.2)
Из этого следует, что входной резистор может быть исключен, и мы приходим к схеме, изображенной на рис.1, б.
Определенная специфика имеется при усилении зарядов, генерируемых, в частности, пьезоэлектрическими датчиками.
Любое конечное входное сопротивление усилителя приводит к стеканию заряда и уменьшению выходного сигнала.
Поэтому для преобразования и усиления такого выходного сигнала используется интегрирующий усилитель, схема которого показана на рис.1, е. Коэффициент передачи такого вторичного преобразователя
K = UBых/QBX = 1/C. (2.3)
Из этой формулы следует, что коэффициент передачи будет тем больше, чем меньше емкость конденсатора С. Однако нужно иметь в виду, что данное соотношение записано в предположении идеальности конденсатора, то есть его сопротивление утечки R, показанное на схеме, равно бесконечности. Однако реально оно конечно. Поэтому емкость должна быть выбрана такой, чтобы модуль ее сопротивления на низшей возможной частоте изменения заряда была много меньше сопротивления утечки.
Другое по теме:
Расчет сети IP-телефонии трафик, задержка, маршрутизатор Курсовой проект по дисциплине «IP-телефония и видеосвязь» выполняется студентами, обучающимися по специальности 5В071900 «Радиотехника, электроника и телекоммуникации». Дисциплина «IP-телефония и видеосвязь» изучается студентами на восьмом се ...