峰值采樣電路在渦輪葉片溫度檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
針對(duì)電壓型峰值采樣電路的缺點(diǎn),提出由跨導(dǎo)運(yùn)算放大器代替電壓型中的一般運(yùn)算放大器。
跨導(dǎo)運(yùn)算放大器又稱“OTA”。由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成,具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。它將電壓輸入變?yōu)殡娏鬏敵?,并通過(guò)外加偏壓控制運(yùn)算放大器的工作電流。使其輸出電流在較大的范圍內(nèi)變化,具有電流輸出范圍寬、轉(zhuǎn)換速率高等特點(diǎn),且無(wú)需外接電流源提供靜態(tài)回路。利用高速比較器直接比較保持信號(hào)與輸入脈沖來(lái)產(chǎn)生峰值信號(hào)。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/188467.htm
4 電路分析及討論
對(duì)于跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的輸出電流有:
式中,g為跨導(dǎo),當(dāng)在峰值電壓時(shí),vi-vo。趨向于零,電流i也趨向于零,即在tL(回路時(shí)間,指信號(hào)從輸入到反饋回來(lái)的時(shí)間)的時(shí)間內(nèi),電流i由最大向零變化。過(guò)沖也隨之變小。
同樣,計(jì)算該電路的頻率特性。
則系統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)為:
電路的轉(zhuǎn)折頻率為,此電路只有一個(gè)極點(diǎn)。
由以上計(jì)算可知,跨導(dǎo)型峰值采樣解決了電壓型峰值采樣的兩個(gè)缺點(diǎn),如圖4所示,提高了峰值采樣的性能。實(shí)際電路的調(diào)試結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。CA3080是一種單片集成跨導(dǎo)運(yùn)算放大器,具有電流輸出范圍寬、轉(zhuǎn)換速率高等特點(diǎn),且無(wú)需外接電流源提供靜態(tài)回路。
具體電路如圖5所示。圖5電路中需注意C1值的選擇,根據(jù)不同的通頻帶上限頻率f所用的C1值是不同的。選擇方法如下:
對(duì)于跨導(dǎo)運(yùn)算放大器CA3080,其輸出最大電流時(shí)典型正向跨導(dǎo)為g=10 ms,在理想情況下,該電路的通頻帶極寬,主要原因在于OTA的輸出阻抗極大(約107Ω),可近似認(rèn)為其輸出電流與負(fù)載無(wú)關(guān)。
5 結(jié)束語(yǔ)
該峰值采樣電路線性較好,不會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖,通過(guò)調(diào)節(jié)電容C1的值,可調(diào)節(jié)帶寬。電路中的跟隨器LM358N輸入阻抗大,輸出阻抗小,起到阻抗匹配的作用。而且無(wú)需增設(shè)溫度補(bǔ)償特性電路,使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易調(diào)試維護(hù),可靠性和一致性較好。
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