Sisteme de achizitii, interfete si instrumentatie virtuala Prof. dr. ing. Valer DOLGA,

Cuprins_7 Introducere Surse de semnal Amplificatoare de semnal. Exemplu de calcul Amplificatoare cu amplificatoare operationale Circuite pentru liniarizarea caracteristicii. Exemplu de calcul Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Introducere in teoria circuitelor de conditionare Schema bloc a sistemului de achiziţie a datelor Sursa de semnal Punct de referinta = legatura la masa Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Surse de semnal a) Reprezentarea generala: semnal in tensiune Vs si rezistenta Rs; b) Sursa conectata la masa (grounded signal source): sursele de tensiune cu alimentare de la reţea, osciloscoapele, generatoarele de semnal. c) Sursa neconectata la masa (floating signal source): multimetrele digitale, bateriile, termocuplele, transformatoarele, amplificatoarele de izolare Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Amplificatoare de semnal mV 1….10 V Amplificator – reprezentare generala Coeficient de amplificare: G > 1 Atenuare: G < 1 Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Raspunsul in frecventa Lățimea de bandă - gama de frecvență pentru care câștigul de tensiune a amplificatorului este de peste 70,7% din valoarea maxima Raspunsul in frecventa Prof. dr. ing. Valer DOLGA

a) semnalul original; b) – distorsiunea de fază (dependenţă liniară fază – frecvenţă); c) unghiul de fază variază neliniar cu frecvenţa Prof. dr. ing. Valer DOLGA

uzual semnalele utile rezultă în intrarea în mod diferenţial “zgomotul” deseori în intrarea în mod comun; este de dorit ca amplificatorul să aibă un CMR cât mai ridicat; uzual 100 dB Modelul amplicatorului prin circuitul echivalent: rezistenta de intrare R0, rezistenta de iesire Ri si amplificarea G Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Modelul circuitului de măsurare: sursă – amplificator – sarcină Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Exemplu de calcul Un traductor tensorezistiv pentru măsurarea forţei are semnalul de ieşire în circuit deschis în valoare de 120 mV şi o impedanţă de ieşire de 450 Ω. Pentru amplificarea semnalului se utilizează un amplificator cu factorul de amplificare G = 10. Care este eroarea de măsurare datorată intrării amplificatorului dacă impedanţa de intrare a acestuia are valoarea 5 kΩ? Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Amplificatoare cu amplificatoare operationale Amplificatoarele operaţionale (AO) sunt circuite integrate care includ în structura lor: circuite de intrare care le asigură o rezistenţă de intrare (impedanţă de intrare) foarte mare; amplificatoare diferenţiale; circuite de amplificare; circuite de ieşire care le asigură o rezistenţă de ieşire (impedanţă de ieşire) foarte mică. Caracteristici: câştig (amplificare) în tensiune foarte mare (de ordinul 30.000 – 200.000); rezistenţa de intrare foarte mare; rezistenţa de ieşire foarte mică; spectru de frecvenţă transmise fără distorsiuni de la current continuu până la frecvenţă de tăiere cât mai ridicată; factor de rejecţie pe mod comun foarte mare. Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Prof. dr. ing. Valer DOLGA

  Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Tensiunea diferenţială de intrare:   Tensiunea de ieşire a amplificatorului operaţional este proporţională cu tensiunea diferenţială de intrare. Factorul de proporţionalitate este denumit factor de amplificare în buclă deschisă a tensiunii diferenţiale de intrare:     Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Tensiunea de mod comun:         Prof. dr. ing. Valer DOLGA

741 a - varianta cu 14 pini: pinii 1, 2, 7, 8, 13,14 nefolososiţi; pinul 3 compensare decalaj; pinul 4 intrare inversoare; pinul 5 intrare neinversoare; pinul 6 –U; pinul 9 compensare de frecvenţă la ieşire; pinul 10 ieşire; pinul 11 +U; pinul 12 compensare de frecvenţă la intrare; b – varianta cu 8 pini: pinul 1 compensare decalaj; pinul 2 intrare inversoare; pinul 4 intrare neinversoare; pinul 4 –U; pinul 5 compesare decalaj; pinul 6 ieşire; pinul 7 +U; pinul 8 nefolosit. Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Prof. dr. ing. Valer DOLGA

APLICAŢII ALE AMPLIFICATOARELOR OPERAŢIONALE Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Amplificator inversor Punctul X este un punct de referinţă la un potenţial între + 0.0001 V şi – 0.0001 V motiv pentru care este numit masă virtuală. Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Impedanţa de intrare coincide cu rezistenţa R1, avînd în vedere poziţia punctului virtual de masă.   Prof. dr. ing. Valer DOLGA

nu se include semnul minus în calculul câştigului în tensiune; Obs_1: semnul minus ataşat relaţiei anterioare este interpretat ca o schimbare de fază – este vorba despre amplificator inversor; nu se interpretează ca o pierdere sau o reducere a intensităţii semnalului   Obs_2: nu se include semnul minus în calculul câştigului în tensiune; includerea ar face imposibil calculul logarithmic; semnul minus ataşat calculului final (dB) ar fi interpretat în mod eronat ca o pierdere Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Obs_3 semnificaţia noţiunii “peak” în valoarea tensiunii de intrare este cea de amplitudinea semnalului   Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Amplificator ne-inversor Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Circuite pentru liniarizarea caracteristicii Caracteristica neliniara Liniarizarea caracteristicii prin metode hardware SCM5B (DATAFORTH ) Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Metoda matematica directa pentru pentru unde: t – este temperatura RTD; R0 – rezistenţa RTD la 0 0C; 0C-1; 0C-2 0C-4. Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Exemplu de calcul Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Prof. dr. ing. Valer DOLGA

Amplificator logaritmic Punte activă Amplificator logaritmic Prof. dr. ing. Valer DOLGA