ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор согласующего усилителя из "Введение в молекулярную электронику" Все предыдущие рассуждения справедливы для ЭКП без электронных усилителей. Последние вносят свои погрешности в сигнал ЭКП. На рис. 5.21 показана эквивалентная схема для ЭКП и предварительного усилителя, где Ес — источник сигнального напряжения с нулевым внутренним сопротивлением и ЭДС, равной аиЯя.м, щ.п — приведенный суммарный источник собственных шумов ЭКП, вообще говоря зависящий от нагрузки ЭКП 2эо — общее комплексное сопротивление электродов. [c.231] В линейной области усилительный элемент характеризуется коэффициентом усиления Ку=ивыхШ х, где /вх — входное напряжение, действующее между точками Л и Б, /выг — выходное напряжение (рис. 5.21). [c.231] Значения ш.у и /ш,у зависят от типа усилительного элемента, стоящего в первом каскаде. Так, например, в области инфранизких частот 0,1—10 Гц биполярные транзисторы имеют спектральную плотность шумов ш.у—50 нВ-Гц- / и /ш,у 6-г-80 пА-Гц- / а полевые транзисторы с р-п переходом еш,у=150- -500 нВ-Гц- / и /ш,у= = 0,3 пЛТц- / - Это означает, что генератор еш,у=50 нВ-Гц- / в полосе 2 Гц создает среднеквадратичное напряжение шума 50V 2 г= 70 Нв. [c.232] В инфранизкочастотной технике принято оценивать шум по максимальному размаху шумовой дорожки на самописце. Этот параметр называют еще шумом от пика до пика (П — П). Обычно связь между и i/m(n-n) выражается соотношением С/ш(п-и)—(5-4-6) /ш-Необходимо отметить, что биполярные транзисторы, обладая большими токовыми шумами по сравнению с полевыми, одновременно имеют большие входные токи, меньшие входные сопротивления и меньшие уровни шумовых генераторов напряжения вт- Отсюда вытекает, что усилители с большими шумовыми токами дают меньший шумовой вклад в усиливаемый сигнал от низкоомных источников. На самом деле, шумовой источник тока (рис. 5.21) выделит напряжение на выходном сопротивлении ЭКП 5 МОм для биполярного транзистора в полосе 1 Гц, равное 6 пА-5 М0м=30 мкВ, а на 100 Ом всего лишь 0,6 нВ. Для полевых транзисторов в случае 5 МОм получим вклад шумового тока всего лишь 5 МОм-0,3 пА=1,5 мкВ. [c.232] Для практического применения весьма удобной является схема согласующего усилителя с использованием инвертирующего входа операционного усилителя (рис. 5.22) . [c.232] Собственный коэффициент усиления микросхемы 544УД1А достаточно велик, поэтому даже небольшое изменение напряжения на дифференциальном входе вызывает на выходе напряжение, которое через цепи обратной связи компенсирует ток датчика /. Напряжение на входе 2 микросхемы около нуля и ток I вызывает равный и противоположный по направлению ток через резистор 1 1. Необходимо отметить, что в силу малости изменения напряжения под действием сигнального тока 1 ЭКП практически замкнут накоротко, т. е. работает в режиме низкоомной нагрузки э,a (рис. 5.21). Данная нагрузка является активной в отличие от пассивной резистивной и образована действием большого коэффициента усиления микросхемы и обратной связью [103]. [c.233] Сопротивления Я2 и Яз служат для регулировки выходного уровня по постоянному току. [c.233] Выражение для шумового коэффициента Л( останется прежним, только вместо / 1 необходимо поставить что приведет к уменьшению Ль Однако при этом расширяется полоса в сторону инфранизких частот и снижается верхняя частота. Таким образом, вопрос об окончательном выборе схемм согдаслзвашя должен решаться с учетом конкретных режимов и условий применения датчика в аппаратуре. [c.235] В заключение приведем практические результаты для согласующего усилителя (рис. 5.22) коэффициент усиления 100 МОм, шумы на выходе в диапазоне 0,1—100 Гц не более 1 мВ (П — П) изменение нулевого уровня в диапазоне температур—50- 50 С не более 50 мВ диапазон выходного напряжения 10 В напряжение питания 15 В потребляемая мощность не более 0,1 Вт. [c.235] В свою очередь, если известны данные по механической подсистеме, можно получить оценку по линейному или угловому ускорению. [c.235] Вернуться к основной статье