差分放大器測量高電壓
出處:jjjokxh 發(fā)布于:2008-09-04 09:15:36
圖1示出了測量大信號的兩種方法。種方法包括一個雙電阻分壓器和一個輸出緩沖;第二種方法包括一個具有很大衰減的反相器。這兩種方法都會引起測量誤差,因為只有一只電阻器消耗功率而發(fā)熱。這種電阻的自熱和相關(guān)的變化會導(dǎo)致很大的線性誤差。這些方法的另一個問題與放大器有關(guān)。放大器和電阻器的失調(diào)電流、失調(diào)電壓、共模抑制比(CMRR)、增益誤差和漂移可能會顯著降低總體系統(tǒng)性能。
圖2所示的電路可以測量超過400?。值姆宸逯惦妷海ǎ郑穑穑渚€性誤差小于5?。穑穑怼T撾娐穼⑤斎胄盘査p到1/20然后通過緩沖輸出。由于該放大器和兩只衰減電阻器被封裝在一起,所以衰減器中的兩只電阻器串具有相同的溫度。放大器電路級采用超β晶體管,因此失調(diào)電流和偏置電流誤差都很小,另外,因為沒有噪聲增益(例如,在低頻時有100%的反饋),所以失調(diào)電壓及其漂移幾乎不會增加誤差。
?。粒模叮玻共荒芊€(wěn)定在100%的反饋,所以30?。穑?a target="_blank">電容器給反饋增益增加了一個極點和一個零點,從而穩(wěn)定了電路并且增大了系統(tǒng)帶寬。極點頻率為
?。妫稹。健。保。ā。拨小。ǎ常福埃耄玻埃耄。常埃穑疲。健。保场。耄龋?/FONT>
零點頻率為
fz?。健。保。ā。拨小。ǎ玻埃耄。常埃穑疲。健。玻叮怠。耄龋?/FONT>
圖3是一幅性能波形圖,示出了400?。址宸逯递斎腚妷海ㄉ蠄D)和20 V峰峰值輸出電壓(下圖)。
圖4也是一幅性能波形圖,示出了輸出信號與輸入信號之間的關(guān)系,其中輸入信號每刻度表示50?。?,輸出信號每刻度為5?。?。
圖5示出了輸出非線性誤差與輸入信號的關(guān)系曲線。

圖1:如何測量高電壓

圖2:新的高電壓測量系統(tǒng)

圖3:性能波形圖:上,輸入電壓(400?。郑穑穑?,下,輸入電壓(20?。郑穑穑?。

圖4:高電壓測量系統(tǒng)的輸出與輸入關(guān)系曲線。

圖5:高電壓測量系統(tǒng)的非線性誤差:
?。佥S:輸出非線性誤差,每刻度10ppm。
?。剌S:輸入電壓,每刻度50?。?。
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