Диференціальний підсилювач для вимірювання великої напруги

Перетворення великих напруг за допомогою ОУ AD629

На рис. 1 представлені неінвертуюча та інвертуюча схеми ОУ для перетворення великих напруг у сигнали, які можуть бути безпосередньо подані на вхід АЦП. У першій з них (рис. 1, а) використано дільник і буферний ОУ з коефіцієнтом підсилення +1. У другій (рис. 1, б) застосовується інвертуючий ОУ з коефіцієнтом передачі, рівним 1/20. До недоліків як першої, так і другої схеми слід віднести:

• різні температурні умови, в яких перебувають резистори, що визначають коефіцієнт перетворення вхідної напруги
• залежність напруг і струмів зміщення від величини вхідного сигналу
• залежність коефіцієнта ослаблення синфазного сигналу від величини вхідного сигналу (рис. 1, а).

Усе це впливає на точність коефіцієнта перетворення вхідного сигналу та точність вимірювального каналу в цілому.

Застосування AD629 для точного перетворення великих напруг

Для побудови точного вимірювального каналу з діапазоном вхідних сигналів понад 100 В може бути використаний підсилювач фірми Analog Devices AD629. Схема включення AD629 для перетворення великих напруг у сигнали середнього рівня (до 20 В) представлена на рис. 2.

Похибка нелінійності такого підсилювача не перевищує 5 ppm. Це пояснюється тим, що резистори, які визначають коефіцієнт перетворення, перебувають у корпусі ОУ і мають однаковий ТКС. Вхідний каскад підсилювача виконаний на супербета-транзисторах з мінімальним вхідним струмом зміщення. Слід зазначити, що стовідсотковий зворотний зв’язок може призвести до втрати стійкості ОУ. Введення коригуючої ємності номіналом 30 пФ дозволяє стабілізувати роботу ОУ.

На рис. 3 наведені осцилограми вхідного (розмах 400 В) та вихідного (розмах 20 В) сигналів підсилювача. Характеристика коефіцієнта перетворення (рис. 4) підтверджує високу лінійність підсилювача на основі ОУ AD629.