峰值采樣電路在渦輪葉片溫度檢測系統中的應用
針對電壓型峰值采樣電路的缺點(diǎn),提出由跨導運算放大器代替電壓型中的一般運算放大器。
跨導運算放大器又稱(chēng)“OTA”。由場(chǎng)效應管構成,具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、沒(méi)有二次擊穿現象、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)外加偏壓控制運算放大器的工作電流。使其輸出電流在較大的范圍內變化,具有電流輸出范圍寬、轉換速率高等特點(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與輸入脈沖來(lái)產(chǎn)生峰值信號。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/188467.htm
4 電路分析及討論
對于跨導運算放大器的輸出電流有:
式中,g為跨導,當在峰值電壓時(shí),vi-vo。趨向于零,電流i也趨向于零,即在tL(回路時(shí)間,指信號從輸入到反饋回來(lái)的時(shí)間)的時(shí)間內,電流i由最大向零變化。過(guò)沖也隨之變小。
同樣,計算該電路的頻率特性。
則系統電壓轉移函數為:
電路的轉折頻率為,此電路只有一個(gè)極點(diǎn)。
由以上計算可知,跨導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)際電路的調試結果也證明了這一點(diǎn)。CA3080是一種單片集成跨導運算放大器,具有電流輸出范圍寬、轉換速率高等特點(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:
對于跨導運算放大器CA3080,其輸出最大電流時(shí)典型正向跨導為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),可近似認為其輸出電流與負載無(wú)關(guān)。
5 結束語(yǔ)
該峰值采樣電路線(xiàn)性較好,不會(huì )產(chǎn)生過(guò)沖,通過(guò)調節電容C1的值,可調節帶寬。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)需增設溫度補償特性電路,使電路結構簡(jiǎn)單,易調試維護,可靠性和一致性較好。
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