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如何使用零漂移運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)精確、準(zhǔn)確、低功耗的工業(yè)系統(tǒng)控制

2075740 2022-11-24 | pdf | 255.29KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

隨著工業(yè)系統(tǒng)越來越多地從機(jī)械控制轉(zhuǎn)向電子控制，制造商在產(chǎn)品質(zhì)量和工人安全方面都取得了進(jìn)步；后者主要是由于工人在惡劣環(huán)境中受到更多保護(hù)。然而，正是那些具有極端溫度以及電噪聲和電磁干擾 (EMI) 的惡劣環(huán)境使得良好的信號(hào)調(diào)理對(duì)于維持可靠、精確和精確控制工業(yè)機(jī)械運(yùn)行所需的電路穩(wěn)定性和靈敏度至關(guān)重要壽命。隨著工業(yè)系統(tǒng)越來越多地從機(jī)械控制轉(zhuǎn)向電子控制，制造商在產(chǎn)品質(zhì)量和工人安全方面都取得了進(jìn)步；后者主要是由于工人在惡劣環(huán)境中受到更多保護(hù)。然而，正是那些具有極端溫度以及電噪聲和電磁干擾 (EMI) 的惡劣環(huán)境使得良好的信號(hào)調(diào)理對(duì)于維持可靠、精確和精確控制工業(yè)機(jī)械運(yùn)行所需的電路穩(wěn)定性和靈敏度至關(guān)重要壽命。信號(hào)調(diào)理鏈中的一個(gè)關(guān)鍵組件是運(yùn)算放大器 (op-amp)，這是一種高增益直流差分放大器，用于采集和放大所需信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器容易受到溫度漂移的影響，精度和準(zhǔn)確度有限；因此，為滿足工業(yè)要求，設(shè)計(jì)人員添加了某種形式的系統(tǒng)級(jí)自動(dòng)校準(zhǔn)。問題是這種校準(zhǔn)功能實(shí)施起來可能很復(fù)雜，并且會(huì)增加功耗。它還需要更多的電路板空間并增加成本和設(shè)計(jì)時(shí)間。信號(hào)調(diào)理鏈中的一個(gè)關(guān)鍵組件是運(yùn)算放大器 (op-amp)，這是一種高增益直流差分放大器，用于采集和放大所需信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器容易受到溫度漂移的影響，精度和準(zhǔn)確度有限；因此，為滿足工業(yè)要求，設(shè)計(jì)人員添加了某種形式的系統(tǒng)級(jí)自動(dòng)校準(zhǔn)。問題是這種校準(zhǔn)功能實(shí)施起來可能很復(fù)雜，并且會(huì)增加功耗。它還需要更多的電路板空間并增加成本和設(shè)計(jì)時(shí)間。本文將回顧工業(yè)應(yīng)用的信號(hào)調(diào)理要求以及設(shè)計(jì)人員需要關(guān)注的事項(xiàng)。本文將回顧工業(yè)應(yīng)用的信號(hào)調(diào)理要求以及設(shè)計(jì)人員需要關(guān)注的事項(xiàng)。然后，它將介紹安森美半導(dǎo)體然后，它將介紹安森美半導(dǎo)體的高性能零漂移運(yùn)算放大器解決方案，并展示為什么以及如何使用它們來滿足工業(yè)信號(hào)調(diào)節(jié)要求。還將檢查這些器件的其他相關(guān)特性，例如高共模抑制比 (CMRR)、高電源抑制比 (PSRR) 和高開環(huán)增益。的高性能零漂移運(yùn)算放大器解決方案，并展示為什么以及如何使用它們來滿足工業(yè)信號(hào)調(diào)節(jié)要求。還將檢查這些器件的其他相關(guān)特性，例如高共模抑制比 (CMRR)、高電源抑制比 (PSRR) 和高開環(huán)增益。工業(yè)信號(hào)調(diào)節(jié)應(yīng)用工業(yè)信號(hào)調(diào)節(jié)應(yīng)用工業(yè)系統(tǒng)中經(jīng)常使用低側(cè)電流檢測(cè)和傳感器接口。由于與這些電路相關(guān)的差分信號(hào)非常小，設(shè)計(jì)人員需要高精度運(yùn)算放大器。工業(yè)系統(tǒng)中經(jīng)常使用低側(cè)電流檢測(cè)和傳感器接口。由于與這些電路相關(guān)的差分信號(hào)非常小，設(shè)計(jì)人員需要高精度運(yùn)算放大器。低側(cè)電流檢測(cè)用于檢測(cè)過流情況，通常用于反饋控制（圖 1）。一個(gè)低值檢測(cè)電阻器 (<100 毫歐 (mΩ)) 與負(fù)載串聯(lián)放置到地。電阻器的低值減少了功率損耗和熱量產(chǎn)生，但導(dǎo)致相應(yīng)的小電壓降。精密零漂移運(yùn)算放大器可用于放大檢測(cè)電阻兩端的電壓降，增益由外部電阻 R1、R2、R3 和 R4（其中 R1 = R2，R3 = R4）設(shè)置。高精度需要精密電阻，增益設(shè)置為利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的滿量程以獲得最高分辨率。低側(cè)電流檢測(cè)用于檢測(cè)過流情況，通常用于反饋控制（圖 1）。一個(gè)低值檢測(cè)電阻器 (<100 毫歐 (mΩ)) 與負(fù)載串聯(lián)放置到地。電阻器的低值減少了功率損耗和熱量產(chǎn)生，但導(dǎo)致相應(yīng)的小電壓降。精密零漂移運(yùn)算放大器可用于放大檢測(cè)電阻兩端的電壓降，增益由外部電阻 R1、R2、R3 和 R4（其中 R1 = R2，R3 = R4）設(shè)置。高精度需要精密電阻，增益設(shè)置為利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的滿量程以獲得最高分辨率。圖 1：低側(cè)電流檢測(cè)顯示了檢測(cè)電阻和 ADC 之間的運(yùn)算放大器接口。（圖片來源：安森美半導(dǎo)體）