ΕΝΟΤΗΤΑ 5η Ενισχυτές Μετρήσεων

Παρουσίαση με θέμα: "ΕΝΟΤΗΤΑ 5η Ενισχυτές Μετρήσεων"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΕΝΟΤΗΤΑ 5η Ενισχυτές Μετρήσεων
ΕΝΟΤΗΤΑ 5η Ενισχυτές Μετρήσεων Διαφορικός Ενισχυτής Τελεστικός Ενισχυτής Ενισχυτής Μετρήσεων (οργανολογικός ενισχυτής)

2 Ο διαφορικός Ενισχυτής
Πολλές φορές ένας ενισχυτής σχεδιάζεται ώστε να αποκρίνεται στη διαφορά μεταξύ δύο σημάτων εισόδου. Ένας τέτοιος ενισχυτής ονομάζεται ενισχυτής διαφοράς ή διαφορικός ενισχυτής και αποτελεί τυπική βαθμίδα σε όλα σχεδόν τα συστήματα μετρήσεων. Έχει δύο εισόδους και συνήθως χρειάζεται δύο τάσεις τροφοδοσίας, αντίθετης πολικότητας (Vcc και -VEE).

3 Συμμετρικός Διαφορικός Ενισχυτής
διαφορικό κέρδος του ενισχυτή:

4 Χαρακτηριστικά του διαφορικού ενισχυτή
Απολαβή κοινού τύπου (ή κοινού τρόπου, ή κοινού σήματος) όπου RΕ η αντίσταση ανάμεσα στον εκπομπό και στην πηγή, η οποία είναι πολύ μεγάλη. Άρα, ο λόγος αυτός είναι μικρός.

5 Χαρακτηριστικά του διαφορικού ενισχυτή
Ο λόγος της διαφορικής ενίσχυσης Ad προς την ενίσχυση κοινού τύπου ονομάζεται «Λόγος απόρριψης κοινού σήματος» (ή κοινού τρόπου – Common Mode Rejection Rate): Επειδή η δυναμική αντίσταση της βάσης re είναι μικρή, έπεται ότι σε έναν καλό διαφορικό ενισχυτή ο λόγος αυτός είναι πολύ μεγάλος. Όσο μεγαλύτερος είναι ο λόγος απόρριψης κοινού σήματος, τόσο καλύτερα αποσβένυνται στην έξοδο του ενισχυτή σήματα με κοινή προέλευση, που εμφανίζονται με ίδιο τρόπο στις εισόδους. Τέτοια σήματα είναι ο θόρυβος και οι διάφορες παρεμβολές.

6 Υλοποίηση Διαφορικού Ενισχυτή στον προσομοιωτή TINA-Pro

7 Τελεστικός Ενισχυτής Ο τελεστικός ενισχυτής είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, το οποίο χρησιμοποιείται πολύ στις εφαρμογές των αναλογικών ηλεκτρονικών και των συστημάτων μετρήσεων. Η είσοδος του κυκλώματος είναι διαφορικός ενισχυτής, ενώ κατόπιν ακολουθεί μία ακόμη βαθμίδα διαφορικού ενισχυτή, με σκοπό να αυξηθεί ο λόγος απόρριψης κοινού σήματος, καθώς και η διαφορική ενίσχυση. Η βαθμίδα εξόδου είναι ένα κύκλωμα παροχής ρεύματος και μικρής αντίστασης εξόδου (push-pull).

8 Βαθμίδες Τελεστικού Ενισχυτή

9 Ιδανικός Τελεστικός Ενισχυτής

10 Εύρος ζώνης και απολαβή ως συνάρτηση της συχνότητας

11 Ακροδέκτες Τελεστικού Ενισχυτή-Ρύθμιση μηδενός

12 Βασικά κυκλώματα Τελεστικών Ενισχυτών

13 Απλές Εφαρμογές Μετρήσεων με Τ.Ε.

14 Απλές Εφαρμογές Μετρήσεων με Τ.Ε.

15 Απλές Εφαρμογές Μετρήσεων με Τ.Ε.

16 Προβλήματα των Τελεστικών Ενισχυτών
DC χαρακτηριστικά που εισάγουν σφάλματα μετρήσεων: Ρεύμα πόλωσης εισόδου Ρεύμα μετατόπισης εισόδου Αντισταθμιστική τάση μετατόπισης εισόδου Ολίσθηση

17 Προβλήματα των Τελεστικών Ενισχυτών
ΑC χαρακτηριστικά που εισάγουν σφάλματα μετρήσεων: Η απόκριση συχνότητας Ο ρυθμός μεταβολής του σήματος εξόδου

18 Προβλήματα των Τελεστικών Ενισχυτών
Ισοδύναμο DC ρευμάτων πόλωσης εισόδου Τα ρεύματα πόλωσης αντιμετωπίζονται με την αντίσταση αντιστάθμισης R, που είναι ο παράλληλος συνδυασμός των αντιστάσεων που συνδέονται στην αναστρέφουσα είσοδο.

19 Προβλήματα των Τελεστικών Ενισχυτών
Ισοδύναμο dc αντισταθ-μιστικής μετατόπισης εισόδου Ελαχιστοποίηση της αντισταθμιστικής μετατόπισης στον LM741

20 Ενισχυτές μετρήσεων (Instrumentation amplifiers)
Διάγραμμα λειτουργίας Ενισχυτή Μετρήσεων

21 Ενισχυτής μετρήσεων με έναν και δύο Τ.Ε.

22 Οργανολογικός ενισχυτής με τρεις Τ.Ε.

23 Μονολιθικός οργανολογικός Ενισχυτής: ΑD624

24 Εφαρμογές με τον AD624 Σύνδεση θερμοζεύγους Μέτρηση με κύκλωμα γέφυρας