Сообщение от saft
|
|
почему в подавляющем большинстве любительских конструкций, тех же ЛБП или ИТУНов каких-нибудь, не используются дифференциальные усилители? При всех их достоинствах!
|
Хоть я и не из Одессы, но в качестве ответа задам встречный вопрос:
- А почему в подавляющем большинстве женятся не на танцовщицах из стриптиз-клубов? При всех их достоинствах!
Да потому, что те их "достоинства" в подавляющем большинстве случаев и нафиг не нужны. Но обходятся они довольно дорого.
Так вот, дифференциальные усилители, согласно их названию, предназначены для выделения разностного сигнала, и привязки его к некоторому потенциалу, чаще всего - к земле. То есть, в общем случае на входе мы имеем разность
Udif=U1-U2, а на выходе
Udif*Ку, но уже относительно земли.
|
Сообщение от saft
|
|
Их настройка, как я понимаю, сводится к точному подбору резисторов в обвязке. Неужели только из-за необходимости применять высокоточные резисторы?
|
Да, и не стоит недооценивать этот фактор. От точности подбора резисторов в плечах дифусилителя зависит коэффициент подавления синфазного сигнала. Поэтому подбор должен быть не просто точным, а очень точным. А главное - эта точность должна сохраняться во всем рабочем диапазоне температур. Поэтому простые резисторы не катят, нужны термостабильные. Но и этого недостаточно. Так как даже у самых лучших резисторов ТКС не равен нулю, то их сопротивление все равно зависит от температуры, то важно, чтобы у всех резисторов ТКС был равным и по знаку, и по величине.
Но и этого может оказаться недостаточно, если не обеспечить одинаковость температуры всех этих резисторов. То есть, топология платы должна учитывать и этот фактор.
А в "подавляющем большинстве" у нас входной и выходной сигналы имеют общую землю, то есть
U1 или
U2 равно нулю. И усилитель в этом случае является классическим трехполюсником. И для цепи ООС достаточно всего двух резисторов. И в подавляющем большинстве случаев от них не требуется ни очень точного подбора номиналов, ни высокой термостабильности.
Так зачем платить больше? (С)
То есть, ниша применения дифусилителей не такая уж большая. В основном - это:
1. выделение сигналов с токовых шунтов
2. с диагоналей мостовых датчиков.
1. Дифусилитель в классическом виде имеет смысл, если токовый шунт установлен в сравнительно низковольтных цепях. Ведь напряжения на входах ОУ не должны превышать допустимое значение, чаще всего соизмеримое с напряжением его питания. Если же напряжение в измеряемой цепи значительно выше, чем питание ОУ, то сопротивление верхних резисторов в делителях придется брать намного большим, чем сопротивление нижних. Тем самым полезный сигнал будет значительно ослаблен, вместо желаемого усиления. И после дифусилителя придется ставить дополнительный усилитель, что приводит к дополнительным погрешностям, и усложнению схемы в целом.
И даже если напряжение в измеряемой цепи не превышает допустимое, это еще не гарантирует успех. Большие проблемы возникают при попытке измерять ток в цепях импульсных источников питания. Чем круче фронты этих импульсов, тем сложнее обеспечить точность работы дифусилителя. Ведь все перечисленные выше требования касались только статических характеристик элементов схемы. А тут начинают проявлять себя и динамические характеристики - паразитные емкости и индуктивности. То есть, для импульсных входных сигналов должна обеспечиваться строгая симметрия в широкой полосе частот. Кроме того, и сами ОУ должны быть достаточно широкополосными. А это еще больше удорожает изделие.
Поэтому в качестве датчиков тока для низковольтных импульсных цепей предпочтительнее применять так называемые "токовые мониторы". Их сейчас выпускается великое множество в интегральном исполнении. Есть для плюсовой шины, есть и для минусовой. В гугле легко найти по ним подробную инфу.
В более высоковольтных цепях применяются датчики тока с гальванической развязкой, на основе эффекта Холла. Особенно предпочтительны они для измерения больших токов, так как не требуют резистивного шунта, на котором выделяется большая мощность.
2. Датчиков с мостовой измерительной схемой вокруг нас очень много. Это и всевозможные датчики усилия в весах, и в датчиках давления, и в датчиках на эффекте Холла, и проч. Как правило, эти мосты сбалансированы с высокой точностью еще на стадии изготовления. И если мы подключимся к такому мосту своим самопальным дифусилителем, с так-сяк подогнанными резисторами (а скорее даже не подогнанными, а просто впаянными, доверившись написанным на них номиналами), то в тот же момент точность этого чудесного датчика упадет на порядок, а то и более.
Чтобы избежать лишней возни с резисторами, для мостов применяют инструментальные усилители. Это идеальный вариант для любых мостов. Инструментальный усилитель самодостаточен, подключается к мосту только двумя входами, входное сопротивление которых очень высокое. И для полного счастья нужен всего один резистор, сопротивление которого задает коэффициент усиления этого усилителя.
Ну, хоть это и не последний гвоздь в крышку гроба дифусилителей, они все еще имеют право на существование, но применяются все реже и реже. Их постепенно вытесняют более удобные в применении интегральные изделия.
Re: Трехфазный сигнал
