הבנה של מגברי AGPS ב-Precision Sensors

הסרת אותות נקיים, ניתנים למדידה מן החיישנים המודרניים היא אחד האתגרים המתמשכים ביותר באלקטרוניקה מדויקת.אם החיישן הוא תרגולי ניטור טמפרטורה של פריחה, מדד מחובר לדבורה גשר, או התנגדות נוכחית של סנסציה בכונן אוטומטרי, הסביבה החשמלית אינה רק מעצימה אחת של תאים פשוטים.

תפקיד משותף-Mode Rejection Ratio

(ב) , [17] , [17] , [17] , [17] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

CMCMRR קובע באופן ישיר כמה אות לא רצויה מופיעה כטעות שונה כוזבת בפלט. במערכת חיישן מעשי, CMRR הוא לא רק מספר נתונים - זה מקטין עקב חוסר איזון מקור, התנגדות או חוסר התאמה, לוח מעגלים מודפס מעקב אחר סימטריה, ו capacitance parasitic. לדוגמה, חוסר איזון 1 k ⁇ בין המקור לא איזון מעכב, 000 תפקודים, כולל תפקוד בשלב מוקדם יותר של 10B.

מדוע מערכות חיישנים דורשות שיפור יחסי

חיישנים בדרך כלל מייצרים מתח שונה קטן מגובה גדול הרבה יותר, לעתים קרובות משתנה, רמת המוזה משותפת. חיישן גשר חיטה, למשל, יוצר פלט שונה של כמה מ"ל מ"מ למתח הנוכחי, אבל שני הפלטים עשויים לשבת ליד חצי מתח אספקת החשמל.

בעיית ה-Plat Loop

לולאות קרקעיות בצורת שני צמתים או יותר מעגלים כי הם ללא ספק באותו פוטנציאל מחובר על ידי מסלולים מרובים, יצירת לולאה סגורה שבה זרמים מעוותים זורם. במדידה אחת, זרמים אלה מייצרים טיפות מתח על פני רטט והתנגדות עקבות PCB, תוך הזרקת שגיאות ישירות לתוך נתיב אות שונה, על ידי התייחסות האותות למשטח ולא המערכת הבסיסית, כך נראה כמו גם יתרון משותף של חיישן זה הוא הופך את אותות מופעלת באופן שונה.

התנצלות הדדית והסכמי הסחר שלהם

ההבדל בין ארבעת ה-Resistor Amplifier

שלב המבדיל הפשוט ביותר משתמש במגבר תפעולי יחיד עם ארבעה מתנגדים מדויקים בתצורה של גשר.תפקוד ההעברה הוא VIRFLT:0outcioFLT:1 = (R2 ⁇ R1) × (V2 − V1) בתנאי שהלחץ הנגדי משתנה באופן מושלם: R1=R3 ו-R2=R4=R.R.ax זה דורש מרכיב נמוך ועלויות נמוכות, אך סובל מעמודי ראייה נמוכה יותר מ-RCM אינו מוגדר באופן לא מתאים באופן כללי, בדרך כלל, כאשר הם אינם מתאימים ל- RCCDLCDIRDIRDIRST, כאשר הם בדרך כלל, כאשר הם בדרך כלל, כאשר הם חסימתם, הם חסומים באופן מושלם, הם אינם מתאימים יותר, כאשר הם אינם מתאימים יותר, כאשר הם אינם מתאימים ל- R3=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2=R2

חיזוקים ומגבלות של הגישה הדיסקרטית

ההבדל חד-פעמי (F-op-amp) עובד היטב כאשר מקור האות יש תנופה נמוכה ומאוזנת, דרישות רווח הן צנועות, ו-CMRR מתחת 80 dB מקובל.זה נפוץ ביישומים בעלי נטיות נוכחיות עם מתנגדים שרוולים כאשר יחס המקור הוא למעשה אפס.עבור יישומים הדורשים הפחתה גבוהה או CMRR מעל 90B, שלוש הדגמות לעומת גישה חד-פעמית הוא גם תואם באופן משמעותי: 0.1% לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, הפונקציה One ActiveFDFD.

שלושת ה-Op-Amp Instrumentation Amplifier

(הסטנדרט בתעשייה למיזוג דיוק הוא המגבר שלוש-או-אמפ.שני חיישנים שאינם מונעים מגברים מגברים מדגימים את הקלטים, מספקים תנופה גבוהה ומאוזנת ביותר, בעוד שקבוצה שלישית של דגימה של 3 מדגימה את האותות המטבוליים של ADBufferco, אשר מדגימה את ה-RFLT:0GLT3, מה שהופך את אותה CM2 ל-R.

כיצד אדריכלות שלושת-Op-Amp Achieves High CMRR

המפתח לתכנון שלושת-op-amp הוא כי buffers קלט מוגדרות עם רשתות משוב תואמים ולשתף את אותו מתח משותף-מודה. כל רכיב משותף-מו-דה בקלט מופיע באותה מידה בפלט של שני buffers, כך את שלב המבדיל בין ממריצים שונים ל-RCM-הרווחים השונים נקבעים לחלוטין על ידי RFalve:0GLTFalphir, בעוד ש-RUMD-RUM-R הוא מסוגל להשיג יותר פונקציות רוחב פס רחבות.

ADC נהגים

מודרני ברזולוציה גבוהה דלה-sigma ו-ADCs לעתים קרובות תכונה קלטות שונות כי תועלת מנהג שונה לחלוטין. a מגבר שונה לחלוטין מייצרת הן תפוק חיובי ושלילי ביחס ליחס נפוץ, מתן כפול טווח דינמי עבור מתח היצע נתון וביטול נזקים אפילו סדר.אלה הם אופטימיזציה עבור צינורות נהיגה פחמן מדויק, 000 מדויק, עם דיוק מדויק של מערכת בקרה דיגיטלית, עם דיוק נמוך.

פרדוקס עיצוב קריטי ומסחר מעשי

Input Impedance ו-Bas Current Effects

תנופה גבוהה היא חיונית לחיישנים עם התנגדות פלטה משמעותית, כגון בדיקות pH, טרנסנפורמטי, מעגלים תרמו-מפרקים בלחץ גבוה.כאשר משתמשים במגבר פשוט, האימפולס הקלט האפקטיבי שניתן לראות על ידי כל מסוף קלט הוא סכום של הדבקה והתנגדות מתאימה, אשר יכול לטעון את החיישן ולשנות את התפוקה שלו.

מקורות רעש בשרשרת האות

כל מגבר תורם רעש מתח ורעש נוכחי, וכל התנגדות תורמת רעש תרמי.ביישומים חיישן ברמה נמוכה, הרעש הכולל המועדף על קלט חייב להיות נשמר היטב מתחת לאות הקטן ביותר של עניין. עבור שלב אחר, רווח הרעש הוא בדרך כלל גבוה יותר מאשר את אות עבור תצורה מסוימת, ולכן ניתוח רעש חייב לכלול את רווח הרעש של טופולוגיה.

קבל את הטמפרטורות ואת הטמפרטורות Drift

רווח Precision דורש התנגדות יציבה, תואמים. עבור עיצובים דיסקרטיים, רשתות התנגדות עם יחס הדוק התאמה (0.01% או טוב יותר) וטמפרטורות נמוכות coefficients מעקב (לדוגמה, ±2 ppm per מעלות צלזיוס) הם חיוניים. ⁇ ⁇ סחף חלקיקים משולבים באופן כללי לציין שגיאות רווח והשגת coefficiented טמפרטורה, מה שהופך אותם צפוי בטווח הטמפרטורה התפעולית עבור אפקט שלילי, 000 נמוך יותר מאשר לחץ חיצוני הוא מקבל באופן קבוע.

יישום מעשי ובחירה משלימה

בחירת המגבר הנכון עבור החיישנים

(הופנה מהדף רוחב פס הולם, קצב מזחלות ורעש עבור טווח התדר של החיישן.עבור חיישנים בתדר נמוך כמו משקל בקנה מידה ובדיקות טמפרטורה, מגבר אפס-דריס מספק בדרך כלל את החששות של ה-FLT:0OPA333V1 מציע ביצועים מצוינים עם סחף טיפוסי מתחת ל- 0.05volt לכל מעלות צלזיוס עבור רוחב פס נמוך יותר כמו אינדקס לייזר 2, 0002, 0002 ליטר אדפט.

רשתות של Precision Matching

התאמת Resistor היא הגורם החשוב ביותר להשגת CMRR גבוה ב amplifier שונה דיסקרטי.1 מתנגדים בודדים מאותו סליל עדיין להציג התנהגות טמפרטורה עצמאית, גורם CMRR לניתוק עם שינויים טמפרטורה. רשת התנגדות מונוליטית כגון LT5400 מספק ארבעה מתנגדים על תת-קרקעית אחת עם 0.01% התאמה ועוקב של CM25% לשיטות נוגדות את רמות הטמפרטורות גבוהות יותר.

ה-PCout for Low Noise and High CMRR

ליילוט חשוב כמו schematic בעיצוב מגבר שונה. שמור על עקבות סימטריות וקצר ככל מעשי כדי למזער חוסר איזון בחינוך וחוסר איזון של קיבול.לעבור את הזוג השונה כמו עקבות חד-פעפיים הדוקים עם מטוס קרקע מוצק מתחתיהם, ולהימנע מריצה של מערכות חשמל במהירות גבוהה או החלפת מקבילות קרקעיות לחיישנים.

סימפטי היא בלתי-נשכחת

כל סימטריה בפריסה הפיזית של שני נתיבי קלט יוצרת סימטריה מתאימה ב capacitance parasitic ו inductance, אשר הופכת אותות נפוצים לשגיאות שונות בתדרים גבוהים.הפריה מפתח כוללת התאמה לאורכו של כל זכר קלט, הצבת משוב התנגדות במרחקים זהים ממחטים זהים, ולהבטיח כי הקשרים הקרקעיים עבור האותות הם בעלי ערך חיצוני.

מידע על EMI ו-RFI Protection

חיישנים בסביבות תעשייתיות לעתים קרובות לאסוף התערבות רדיו- ⁇ שניתן לתקן על ידי שלב קלט של המגבר, יצירת שגיאה DC מהתפרצות כי סחף עם כוח השדה RF.הוספת מסנן שונה בקלט המגבר הוא חיוני עבור ניתוח מדויק. מסנן טיפוסי כולל של פילטרים מתאימים לחנק משותף עקב אחר סדרה אחרת של עמידות נגדית ומתנגדת ליצירת רשת נמוכה יותר מאשר שימוש פילטרים אחרים, אך ניתן להוסיף פילטרים מתקדמים יותר על ידי פילטרים מתקדמים.

שיטות סימולציה ובדיקה

לפני ביצוע אבטיפוס, לדמות את שרשרת האות המלאה ב SPICE עם מודלים של מרכיבים מציאותיים הכוללים קפיאנטות parasitic ו inductance. Run Monte קרלו סימולציות כדי לראות כיצד סובלנות נגדית משפיע CMRR, לקבל שגיאות, ואת מתח מהפך גלוי למתח משותף של סימולציה מבוססת על ידי שימוש סימולציה בפועל; זה מראה את CM יעיל של המעגל מדומה רבים מוליכים למחצה לספק מודלים אופייניים עבור בדיקות אופטיקה של חומרים אלה.

מבחן CMRR במעבדה על ידי חיבור הן קלטות מגבר לאותה מקור אותות ומדיד את הפלט amplitude. Drive את המתח המשותף-מודה עם גל חטא בתדר של עניין, בדרך כלל 50 הרץ או 60 s עבור אותות סטנדרטיים של CM ליטר, ועד כמה קילו עבור החלפת סביבות אספקת חשמל.

בעיות נפוצות של Amplifier

כאשר מגבר שונה מציג CMRR גרוע, לבדוק התנגדות התאמה ראשונה. אפילו עשיר של אחוז חוסר התאמה יכול להגביל CMRR ל 60 dB או גרוע יותר.אם הפלט oscillates, לבדוק את קיבולת משוב parasitic סביב רמות מגבר גבוה או מנקה לחץ אחד על פני טווח איטי של לחץ הנוכחי או מול מכווץ הנוכחי לחץ על ידי מטווח גבוה של לחץ על ידי מכווץ הנוכחי, בדרך כלל מול התקפי לחץ על ידי מכווץ לחץ אחד או מלחץ הנוכחי.

חוסר יכולת במגבר שונה לעתים קרובות עולה מן לטעון קיבולי על הפלט או מ capacitance parasitic ב in the inverting node.הוספת מחתרת קטנה בין הפלט המגבר לבין עומס קיבולי שומר על שלב שולי.עבור תצורה לא-inverting, קפיטיפטיות בין הקרקע המופנמת ויכול ליצור מוט ברשת משובים פחות או יותר נמוך; השתמש בתצורה זו של לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ נמוך.

יישומים ברחבי התעשייה וההתמדה

באוטומציה תעשייתית, אותות מצב מגבר שונים מתאים לטעון, משדרי לחץ וגלאי טמפרטורה התנגדות, האכלה ל -4 עד 20 לולאות מ"מ או מערכות sigma-delta אנלוגיות-to-דיגיטליות מפלטים 60 מקלטים ארוכים כבלניים הורידו את רמות הניהול הכבלים השונים הדרושים כדי לשמור על שלמות על מרחקים של מאות מכשירים רפואיים, בהתאם ל-CM גבוה, נמוך-חום, כאשר דרישות אלקטרו-מספקיות עבור אלקטרו-מספקית של אבטחה מבודדות של אבטחה מבודדות של אבטחה מבודדות של תחנות אלקטרו-מחדשת של תחנות אבטחה, אשר יכולות להיות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות מאוזנות לחץ חשמליות, כאשר הן יכולות להיות מאוזנות מאוזנות מעצימותרפיות שונות.

השוואת אדריכלות שונה ובודדת

בעוד שמגבר יחיד הוא פשוט ופחות יקר, זה יכול רק לדחות רעש משותף כאשר האות מתייחס לאותו הקרקע כמו מערכת המדידה - מצב אשר לעתים רחוקות נפגשות בפריסה של חיישן בעולם האמיתי. כאשר פוטנציאל החיישן משתנה ביחס למאגר ה-ADC משתנה באופן משמעותי, עם זאת, מגבר יחיד מתואם רואה כי שינוי מובהק של משקל.

מסקנה

יישום מגבר שונה עבור חיצת אותות חיישן מדויק דורש תשומת לב זהירה לרכיב תואם, נתיבי הטיה קלט, פרציטיות לוח, ומגן. כאשר גורמים אלה מנוהלים נכון, התוצאה היא ממשק חיישן חזק המניב אותות ברמה מיקרו-וולט מסביבות חשמל קשות עם כמות מינימלית של חומרת, במקום ניתוח חד-משמעי, כלומר, עם ביצועים חד-משמעיים שונים של דיוק, עם ביצועים ספציפיים, כלומר, עם ביצועים ברורים, עם ביצועים ברורים, על ידי שיפור מדויק, על ידי שיפור עצמי, על ידי שיפור מדויק, על ידי שיפור עצמי, על ידי שיפור מדויק, תלוי באופן מלא, על ידי עיצוב מדויק, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ספציפיים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ספציפיים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ספציפיים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ספציפיים של ביצועים ספציפיים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ברורים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ברורים, על ידי שיפור ביצועים ברורים, על ידי שיפור ביצועים שונים, על ידי שיפור עצמי, על ידי שיפור ביצועים ברורים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ברורים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ברורים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ברורים, על ידי שיפור ביצועים ברורים, על ידי שיפור ביצועים ברורים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ברורים, על ידי שיפור עצמי, על ידי אופטימיזציה של ביצועים ברורים, על ידי אופטימיזציה של ביצועים