Узлы приборов

В данном разделе рассматриваются узлы приборов, такие как генераторы компараторы, усилители, детекторы и т.п., из которых как из кирпичиков можно создавать реально работающие схемы металлодетекторов.

Усилительные каскады. Вообще-то повествование стоило бы начать с генераторов, но с настройкой усилительных каскадов сталкиваемся чаще посему с них и начнём и прежде всего нас интересуют аспекты применения операционных усилителей, ведь вряд ли кому придёт в голову собирать усилительный каскад с большим Ку на дискретных элементах. Намеренно не будем рассматривать тонкости теории, а коснёмся лишь конкретных аспектов практического применения.

Неинвертирующий усилитель постоянного тока - его назначение понятно из названия. Рассмотрим типовую схему и особенности включения. Во первых, требуется двуполярное питание (на рисунке показано в виде двух батарей). Возможно питание от одного источника, но при этом требуется сформировать виртуальную землю (о чем поговорим позже). Во вторых, следует позаботится о фильтрации цепей питания (керамические конденсаторы С1 и С2 ёмкостью1000pF-0,1мкф как можно ближе к корпусу микросхемы). Коэффициент усиления такого каскада Ку=R2/R1+1. Например, если R2-50kом, а R1-5kом, общее усиление каскада будет Ку=50/5+1=51. Так как операционного реального операционного усилителя есть погрешности, то даже при отсутствии сигнала на входе, на выходе из-за начального напряжения смещения может присутствовать сигнал. Для его компенсации обычно используется внешняя цепь коррекции в виде подстроечного резистора. Для компенсации погрешностей, вносимых цепями обратной связи, рекомендуется подключать дополнительные резисторы к неинвертирующему входу ОУ(так в дальнейшем будем называть операционные усилители. Взглянем на то, что получилось: чтобы не привносить дополнительных погрешностей, привносимых разностью входных токов необходимо ввести в схему резисторы R3 и R4, причём должно соблюдаться равенство R4=R2,а R3=R1.

Теперь давайте разберёмся, что делать если нет возможности или желания использовать двуполярное питание. Самое разумное - сформировать виртуальную землю при помощи повторителя напряжения, собранного на ОУ. Сначала рассмотрим схему повторителя напряжения - это ОУ инвертирующий вход которого подключен к его выходу. Сигнал на выходе при этом будет равен сигналу на неинвертирующем входе, теперь, если подключить неинвертирующий вход ОР3 к делителю напряжения, образованному резисторами R5,R6 и фильтрующим конденсатором С11 мы получим на выходе повторителя напряжение, равное половине напряжения питания - виртуальную "землю". А так как выходное сопротивление ОР3 мало, то к такой виртуальной земле можно подключить большинство узлов схемы.

E-mail: metallocator@yandex.ru