Defektoskopie 2010, 10. až , Plzeň. Josef BAJER Karel HÁJEK. Univerzita obrany Brno Katedra elektrotechniky

Podobné dokumenty
Operační zesilovač (dále OZ)

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela analýza šumu v elektronických obvodech

- + C 2 A B V 1 V 2 - U cc

výkonovou hustotu definovat lze (v jednotkách W na Hz). Tepelný šum (thermal noise) Blikavý šum (flicker noise)

Měření na nízkofrekvenčním zesilovači. Schéma zapojení:

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

Frekvence. BCM V 100 V (1 MΩ) - 0,11 % + 40 μv 0 V 6,6 V (50 Ω) - 0,27 % + 40 μv

Zesilovače biologických signálů, PPG. A6M31LET Lékařská technika Zdeněk Horčík, Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Měření neelektrických veličin. Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování

Kapitola 9: Návrh vstupního zesilovače

OPERA Č NÍ ZESILOVA Č E

Proudové převodníky AC proudů

Elektronické praktikum EPR1

Oscilátory. Oscilátory s pevným kmitočtem Oscilátory s proměnným kmitočtem (laditelné)

Kapitola 3: Šumy v lineárních obvodech

Šum AD24USB a možnosti střídavé modulace

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr


Hlavní parametry rádiových přijímačů

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Výhody/Použití. Varianty. prostředí. Flexibilní vícekomponentní měřící. Třída přesnosti 0,0025. Měřící zesilovač. Ovládání dotykovou obrazovkou

Zadání semestrálních prácí z předmětu Elektronické obvody. Jednodušší zadání

r Odvoď te přenosovou funkci obvodů na obr.2.16, je-li vstupem napě tí u 1 a výstupem napě tí u 2. Uvaž ujte R = 1Ω, L = 1H a C = 1F.

1. Navrhněte a prakticky realizujte pomocí odporových a kapacitních dekáda derivační obvod se zadanou časovou konstantu: τ 2 = 320µs

Bipolární tranzistory

Výpočet základních analogových obvodů a návrh realizačních schémat

(s výjimkou komparátoru v zapojení č. 5) se vyhněte saturaci výstupního napětí. Volte tedy

Fakulta biomedic ınsk eho inˇzen yrstv ı Elektronick e obvody 2016 prof. Ing. Jan Uhl ıˇr, CSc. 1

2. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

31SCS Speciální číslicové systémy Antialiasing

Elektrokardiografie. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Fyzikální praktikum 3 Operační zesilovač

Impulsní regulátor ze změnou střídy ( 100 W, 0,6 99,2 % )

Pracoviště 1. Vliv vnitřního odporu voltmetru na výstupní napětí můstku. Přístroje: Úkol měření: Schéma zapojení:

Operační zesilovač, jeho vlastnosti a využití:

II. Nakreslete zapojení a popište funkci a význam součástí následujícího obvodu: Integrátor s OZ

Elektrokardiografie. X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

1. Změřte závislost indukčnosti cívky na procházejícím proudu pro tyto případy:

Účinky elektrického proudu. vzorová úloha (SŠ)

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Studium tranzistorového zesilovače

LABORATORNÍ TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK

Zvyšování kvality výuky technických oborů

e, přičemž R Pro termistor, který máte k dispozici, platí rovnice

Rozsah měřené veličiny

Binární data. Číslicový systém. Binární data. Klávesnice Snímače polohy, dotykové displeje, myš Digitalizovaná data odvozená z analogového signálu

2. Pomocí Theveninova teorému zjednodušte zapojení na obrázku, vypočtěte hodnoty jeho prvků. U 1 =10 V, R 1 =1 kω, R 2 =2,2 kω.

1.1 Pokyny pro měření

MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření parametrů operačních zesilovačů část Teoretický rozbor

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření nízkofrekvenčního koncového zesilovače, část

5. Diodové usměrňovače

Pracovní list žáka (ZŠ)

Experiment s FM přijímačem TDA7000

Zvyšování kvality výuky technických oborů

ODPOROVÝ SNÍMAČ TEPLOTY S KOVOVOU JÍMKOU 14mm

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Měření vlastností střídavého zesilovače


ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

Obrázek č. 1 : Operační zesilovač v zapojení jako neinvertující zesilovač

U1, U2 vnější napětí dvojbranu I1, I2 vnější proudy dvojbranu

Základní vlastnosti číslicového voltmetru s měřicím usměrňovačem

Zesilovače. Ing. M. Bešta

Signál v čase a jeho spektrum

Fotoelektrické snímače

Tel. kalibrace: Platnost: od

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

TDA7000. Cílem tohoto experimentu je zkonstruovat FM přijímač s integrovaným obvodem TDA7000 a

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

Nalezněte pracovní bod fotodiody pracující ve fotovoltaickem režimu. Zadáno R = 100 kω, φ = 5mW/cm 2.

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

k o r e k c e m i Příjmení, jméno:.. Učitel odborného výcviku:.. Střední škola technická a ekonomická Brno, Olomoucká, příspěvková organizace

Studium klopných obvodů

TRANZISTOROVÝ ZESILOVAČ

elektrické filtry Jiří Petržela filtry se spínanými kapacitory

Osnova. Idea ASK/FSK/PSK ASK Amplitudové... Strana 1 z 16. Celá obrazovka. Konec Základy radiotechniky

popsat činnost základních zapojení operačních usměrňovačů samostatně změřit zadanou úlohu

Měření vlastností lineárních stabilizátorů. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EOS.

než je cca 5 [cm] od obvodu LT1070, doporučuje se blokovat napětí U IN

VY_32_INOVACE_ELT-1.EI-13-IZOLACNI MATERIALY. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

Petr Myška Datum úlohy: Ročník: první Datum protokolu:

10. Měření. Chceme-li s měřícím přístrojem cokoliv dělat, je důležité znát jeho základní napěťový rozsah, základní proudový rozsah a vnitřní odpor!

Pokud není uvedeno jinak, uvedený materiál je z vlastních zdrojů autora

SEMESTRÁLNÍ PRÁCE Z PŘEDMĚTU NÁVRH A ANALÝZA ELEKTRONICKÝCH OBVODŮ

1 Elektrotechnika 1. 14:00 hod. R 1 = R 2 = 5 Ω R 3 = 10 Ω U = 10 V I z = 1 A R R R U 1 = =

Mějme obvod podle obrázku. Jaké napětí bude v bodech 1, 2, 3 (proti zemní svorce)? Jaké mezi uzly 1 a 2? Jaké mezi uzly 2 a 3?

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je operační zesilovač. Pro měření byla použita souprava s operačním zesilovačem, kde napájení bylo 5V

Zvyšování kvality výuky technických oborů

elektrické filtry Jiří Petržela aktivní prvky v elektrických filtrech

1 Schválené a zavedené KO s EFCP

Kapacita, indukčnost; kapacitor-kondenzátor, induktor-cívka

Přednáška 4 - Obsah. 1 Základní koncept přesného návrhu Koncept přesného operačního zesilovače... 1

Prvky a obvody elektronických přístrojů II

Punčochář, J.: OPERAČNÍ ZESILOVAČE V ANALOGOVÝCH SYSTÉMECH 1

PŘEDNÁŠKA 1 - OBSAH. Přednáška 1 - Obsah

Speciální spektrometrické metody. Zpracování signálu ve spektroskopii

Tel-30 Nabíjení kapacitoru konstantním proudem [V(C1), I(C1)] Start: Transient Tranzientní analýza ukazuje, jaké napětí vytvoří proud 5mA za 4ms na ka

Transkript:

Defektoskopie 010, 10. až 1. 11. 010, Plzeň Josef BAJER Karel HÁJEK Univerzita obrany Brno Katedra elektrotechniky

OBSAH Úvod Varianty realizované pomocí operačních zesilovačů (OZ) Rezistory pro eliminaci i i svodového proudu OZ Zdroje šumu Porovnání základních variant z hlediska šumových vlastností Napěťový šum E nv Proudový šum E ni Tepelný šum R I resp. R IN Důležité parametryz hlediska posouzení šumových vlastností zesilovače Praktické závěry

Úvod v aplikacích bez vnějšího rušení je citlivost měření dána šumem předzesilovače existují dva základní typy předzesilovačů z hlediska principu napěťový zesilovač nábojový zesilovač každý z typů může být vhodný pro jinou aplikaci porovnání výrobci často uvádějí neúplné informace snaha o sjednocení způsobu udávání parametrů

Varianty realizované pomocí operačních zesilovačů (OZ) Zesílení je nastaveno poměrem rezistorů uvnitř zesilovače. Zesílení určuje kromě integrační kapacity uvnitř zesilovače i kapacita piezoměniče.

Rezistory pro eliminaci svodového proudu OZ napěťový nábojový zes. R 1 zes. R C C S S US R I U S C K RIN A = 1+R / R 1 U S 1 a) f c = b) π R ( C + CIN ) IN S C K C I f c A = C S / C I 1 = πr R I C I I Čím větší svodový rezistor, tím nižší mezní kmitočet. pro CMOS vstupy OZ svodový rezistor cca. 100 MΩ až 1 GΩ Stejnosměrný ofset cca. 100 MΩ * 50 pa = 5 mv

Zdroje šumu 1 Z = 1/ R + j ωc IN C S U = U + U + U nσ nrs n IZ nv závisí na použité šířce pásma Ekvivalentní vstupní šumové napětí napěťová (proudová) šumová spektrální hustota EnV [nv/ Hz] [ / ] EnI [pa/ Hz]

Porovnání základních variant z hlediska šumových vlastností Dva možné přístupy: a) obě zapojení jsou navrženy pro stejný mezní kmitočet fc. Pak musí být Ri=A.Rin b) v obou zapojeních je použit stejný odpor Ri=Rin (s co nejvyšší hodnotou). Pak napěťový zesilovač bude mít pro stejné zesílení mezní kmitočet fc A krát nižší než nábojový zesilovač.

napěťový šum E nv proudový šum E ni tepelný šum R I resp. R IN Přístupy: R I =A.R IN (f c1 =f c ) R I =R IN pro pásmo zesilovače f>f c p p c v podstatě nehraje roli

napěťový šum E nv proudový šum E ni tepelný šum R I resp. R IN napěťový zesilovač nábojový zesilovač E niz / ωc = EnI / 1/ RIN + ω CS niz ni S E = E Přístupy: R I =A.R IN (f c1 =f c ) R I =R IN opět shodné, jelikož zde EnI f I U = má dominantní vliv kapacita C s E πc nv S Čím vyšší C s, tím méně se projeví proudový šum

napěťový šum E nv proudový šum E ni tepelný šum R I resp. R IN Přístupy: R I =A.R IN (f c1 =f c ) Nábojový zesilovač lepší úměrně A. Zároveň kmitočet f R U je pro nábojový zesilovač nižší. R I =R IN Nábojový i napěťový zesilovač bude mít v podstatě shodný tepelný šum odporu R, přičemž i f R U bude u obou variant shodný.

Celková ekvivalentní napěťová šumová spektrální hustota je dána součtem všech zdrojů šumu: E = E + E + n Σ nr niz E nv Dominovat tbude tepelný ýšum nad proudovým v případě, kdy: 4kT R IN ( R I ) < E ni

Co potřebujeme znát pro jednoznačné posouzení konkrétního předzesilovače z hlediska jeho šumových vlastností napěťový zesilovač nábojový zesilovač A R IN E nv C EnI s C I R I Pokud kmitočtové pásmo zasahuje do oblasti šumu 1/f (cca. pod 100 Hz) je nutné znát navíc f L a E nv1hz. Někdy výrobce udává přímo ekvivalentní šumové napětí v tomto pásmu.

Co udávají výrobci a jak se dopočítat hodnot, které potřebujeme Běžně udávané údaje např.: výstupní šumové napětí výstupní šumový náboj různé formy vstupní či výstupní ekvivalentní napěťové spektrální hustoty Nestačí zadat zesílení A a výstupní šum. V závislosti na typu zesilovače č (napěťový nebo nábojový) je nutné znát (při měření použitý C s, dále R, C I, E nv, E ni ) Podle předchozích vztahů je následně možné dopočítat všechny potřebné hodnoty. Šumový náboj lze přepočítat na napětí: U=Q*CI

Praktické závěry pro vyšší kmitočty je rozhodující napěťová šumová spektrální hustota použití senzoru s co největší plochou a kapacitou umožňuje dosáhnout velké citlivosti a zároveň velkého zesílení s nábojovým zesilovačem u nábojového předzesilovače závisí zesílení na kapacitě piezoměniče. To může být často výhodou, ovšem je nutné na toto pamatovat při výměně piezoměničeza jiný typ. Pro určení zesílení je pak nezbytné znát hodnotu integrační kapacity C I nábojový zesilovač použít v případě dlouhého přívodního kabelu, kdy se kapacita kabelu blíží kapacitě snímače. napěťový zesilovač naopak použít pouze s relativně krátkým kabelem pro snímání velmi pomalých dějů je vhodnější použít napěťový zesilovač, jelikož s nímje možné teoreticky dosáhnout při stejném zesílení nižšího mezního kmitočtu

Děkuji za pozornost