31 (258)

systemy alarmowe telewizja przemysłowa kontrola dostępu sklep internetowy schematy montażowe instrukcje, podgląd z kamer on-line

Rys. 26

wyjście

wejście _R różnicowe

zasilaniu napięcie wyjściowe może co prawda znacznie wzrosnąć, ale gorzej z możliwością zmniejszania się: w najlepszym wypadku może się obniżyć co najwyżej o te 0,6V...0,7V. W układzie zasilanym napięciem pojedynczym występuje więc dodatkowo duża niesymetria „możliwości wyjścia”.

Wcześniej „przesuwaliśmy skalę”-teraz też bardzo przydałoby się coś podobnego. Przy zasilaniu symetrycznym zapewne chcielibyśmy „przesunąć napięcie spoczynkowe” tak, by przy zerowej różnicy temperatur było równe zeru. Natomiast przy pojedynczym zasilaniu zapewne ustawilibyśmy wyjściowe napięcie spoczynkowe w połowie napięcia zasilania, by mogło symetrycznie zmniejszać się i zwiększać.

No tak, ale w układzie z rysunku 24 nie bardzo widać możliwości przesuwania

Gdy poznaliśmy wzmacniacz operacyjny, wydawało się, że to idealny element. Choćby dlatego, że reaguje tylko na różnicę sygnałów między wejściami i że wejścia „gołego” wzmacniacza praktycznie nie pobierają prądu, czyli oporność wejściowa jest ogromna. Nie przeszkadzało nam to, że w praktycznych układach trzeba redukować wzmocnienie za pomocą pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego, złożonej z dwóch rezystorów i że we wzmacniaczu odwracającym rezystancja wejściowa jest niewielka.

Nasza radość nie jest jednak zupełna. Oto bowiem okazało się, iż często trzeba mierzyć napięcie różnicowe, czyli małe napięcie, występujące na tle dużo większego napięcia stałego.

Nie wystarczy do tego wzrnac-

Rb

T & T CD	HZZH
A -

spoczynkowego napięcia wyjściowego. A ponadto czujemy przez skórę, że ewentualny obwód „przesuwania skali” może zaburzyć symetrię układu.

Jeśliby chodziło tylko o termometr różnicowy, to moglibyśmy obejść problem, wykorzystując na przykład którąś z wersji układu z rysunku 26. Jednak nie jest to wzmacniacz różnicowy, a my często mamy do czynienia z sytuacjami, gdy trzeba mierzyć niewielką różnicę napięć, występującą na tle dużego napięcia wspólnego. Wtedy niezbędny jest prawdziwy wzmacniacz różnicowy, czyli taki, który będzie wzmacniał jedynie różnicę napięć, a nie będzie reagował na zamiany napięcia wspólnego. Okazuje się, że realizacja prawdziwego wzmacniacza różnicowego jest zaskakująco prosta - patrz rysunek 27. Do wcześniejszego układu z rysunku 23 dodaliśmy jedynie dwa rezystory o wartościach identycznych jak

niacz „pseudoróżnicowy” z dwoma wejściami, pokazany na rysunku BI, głównie dlatego, że wpływ na napięcie wyjściowe ma w nim też napięcie wspólne na wejściach Rys. B1 wzmacniacza. Najkrócej biorąc, na wyjście przenosi się wspólne napięcie wejściowe. Drugą _; istotną wadą jest niewielka oporność wejściowa wejścia odwracającego B.

Przy okazji wdarto zastanowić się nad pewnym szczegółem. Wcześniej mówiliśmy, że

rezystory R_A, Rb. Przy identycznych napięciach w punktach A, B, napięcie spoczynkowe w punkcie C będzie dokładnie takie, jak napięcie w punkcie D. Zazwyczaj punkt D jest dołączony do masy.

Działanie tej i kilku innych wersji wzmacniacza różnicowego jest omówione w Technikaliach. Po zapoznaniu się z podanymi tam informacjami moglibyśmy zbudować prosty układ według idei z rysunku 28. Jest to jak najbardziej prawidłowe rozwiązanie, jednak w tym przypadku wzmacniacz operacyjny musiałby być zasilany symetrycznie, czyli także napięciem ujemnym względem masy, ponieważ spoczynkowe napięcie wyjściowe przy zerowej różnicy temperatur będzie równe zeru, czyli potencjałowi masy. Ale my w naszych ćwiczeniach używamy jednego tylko zasilacza i chcemy nasz termometr różnicowy zasilać napięciem pojedynczym. Wypadałoby zrealizować obwód sztucznej masy i dodać jakiś obwód przesuwania, by spoczynkowe napięcie wyjściowe było równe połowie napięcia zasilania.

Już rysunek 27 wskazuje, że spoczynkowe napięcie wyjściowe będzie równe napięciu w punkcie D. I tu może natychmiast pojawić się pomysł, żeby punkt D dołączyć do suwaka potencjometru według rysunku 29. Niestety, nic rozwiązuje to problemu do końca, dlatego rysunek jest przekreślony. Ry^s> 29 Owszem, w punkcie C będzie występować napięcie spoczynkowe Urf.F dokładnie takie, jak w punkcie D, jednak napię-

BO

A O

RA1=Ra2

R81⁼Rb2

we

we

Urb=Uwo

.napięcie

wzmocnione

- napięcie	i Uwe Ra
wejściowe

UrA-Uwa

w konfiguracji odwracającej wzmocnienie jest równe Rb/Ra, natomiast w konfiguracji nieod-wracającej jest większe i wynosi (Rb/Ra + 1). A przecież na rysunku B2 widzimy, że jest to dokładnie ten sam wzmacniacz, więc jakie jest jego „prawdziwe” wzmocnienie? Chyba nie może mieć jednocześnie dwóch wartości wzmocnienia?

Otóż wszystko zależy od punktu widzenia. Powróćmy do wzmacniacza nieodwracające-go, ale przedstawionego jak na rysunku B3. Na wejście podajemy sygnał, który ma zostać wzmocniony (Uw’e). I zgodnie z zasadą dzia-Rys. B3 ł^an>A na rezystorze Ra występuje ten sam sygnał U we. Zwróć uwagę, że w zasadzie, sygnał wzmocniony, występuje na rezystorze Rb i jest on wzmocniony Re/RA-krotnie, czyli Urb — Uwe * Rb/Ra-

1 właśnie napięcie na Rb należałoby traktować jako „właściwe napięcie wzmocnione”.

R

B

TECHNIKALIA

Elektronika dla Wszystkich Luty2010 31