Зарядочувствительный усилитель
Рассматриваются способы уменьшения влияния пироэлектрических токов, вызванных воздействием градиента температуры на пьезоэлектрический датчик, на уровень выходного напряжения зарядочувствительных усилителей....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2008 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52387 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Зарядочувствительный усилитель / В.И. Старцев, Ю.С. Ямпольский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 1. — С. 16-19. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52387 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Старцев, В.И. Ямпольский, Ю.С. 2013-12-30T22:45:19Z 2013-12-30T22:45:19Z 2008 Зарядочувствительный усилитель / В.И. Старцев, Ю.С. Ямпольский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 1. — С. 16-19. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52387 Рассматриваются способы уменьшения влияния пироэлектрических токов, вызванных воздействием градиента температуры на пьезоэлектрический датчик, на уровень выходного напряжения зарядочувствительных усилителей. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Электронные средства: исследования, разработки Зарядочувствительный усилитель Зарядочутливий підсилювач Charging the amplifier Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Зарядочувствительный усилитель |
| spellingShingle |
Зарядочувствительный усилитель Старцев, В.И. Ямпольский, Ю.С. Электронные средства: исследования, разработки |
| title_short |
Зарядочувствительный усилитель |
| title_full |
Зарядочувствительный усилитель |
| title_fullStr |
Зарядочувствительный усилитель |
| title_full_unstemmed |
Зарядочувствительный усилитель |
| title_sort |
зарядочувствительный усилитель |
| author |
Старцев, В.И. Ямпольский, Ю.С. |
| author_facet |
Старцев, В.И. Ямпольский, Ю.С. |
| topic |
Электронные средства: исследования, разработки |
| topic_facet |
Электронные средства: исследования, разработки |
| publishDate |
2008 |
| language |
Russian |
| container_title |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Зарядочутливий підсилювач Charging the amplifier |
| description |
Рассматриваются способы уменьшения влияния пироэлектрических токов, вызванных воздействием градиента температуры на пьезоэлектрический датчик, на уровень выходного напряжения зарядочувствительных усилителей.
|
| issn |
2225-5818 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52387 |
| citation_txt |
Зарядочувствительный усилитель / В.И. Старцев, Ю.С. Ямпольский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 1. — С. 16-19. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT starcevvi zarâdočuvstvitelʹnyiusilitelʹ AT âmpolʹskiiûs zarâdočuvstvitelʹnyiusilitelʹ AT starcevvi zarâdočutliviipídsilûvač AT âmpolʹskiiûs zarâdočutliviipídsilûvač AT starcevvi chargingtheamplifier AT âmpolʹskiiûs chargingtheamplifier |
| first_indexed |
2025-11-24T07:39:56Z |
| last_indexed |
2025-11-24T07:39:56Z |
| _version_ |
1850843709067755520 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 1
16
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
18.09 2007 ã.
Îïïîíåíò À. Ã. ßÖÓÍÅÍÊÎ
(Èí-ò òåõíè÷åñêîé ìåõàíèêè, ã. Äíåïðîïåòðîâñê)
Ê. ò. í. Â. È. ÑÒÀÐÖÅÂ, ê. ò. í. Þ. Ñ. ßÌÏÎËÜÑÊÈÉ
Óêðàèíà, Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé ïîëèòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò
E-mail: vist@rtf.ospu.odessa.ua
Ðàññìàòðèâàþòñÿ ñïîñîáû óìåíüøåíèÿ
âëèÿíèÿ ïèðîýëåêòðè÷åñêèõ òîêîâ, âû-
çâàííûõ âîçäåéñòâèåì ãðàäèåíòà òåìïå-
ðàòóðû íà ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé äàò÷èê,
íà óðîâåíü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ çàðÿ-
äî÷óâñòâèòåëüíûõ óñèëèòåëåé.
 äèàãíîñòèêå è îïðåäåëåíèè âèáðîíàïðÿæåííî-
ñòè ìåõàíèçìîâ � êàê íà ñòàäèè äîâîäêè, òàê è íà
ñòàäèè ýêñïëóàòàöèè � âñå áîëåå øèðîêîå ïðèìå-
íåíèå íàõîäÿò èçìåðåíèÿ ñ ïîìîùüþ âèáðîïðåîá-
ðàçîâàòåëåé. Íàèáîëåå øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ ïüåçî-
ýëåêòðè÷åñêèå âèáðîïðåîáðàçîâàòåëè [1, 2].
Ñðåäè ìíîãî÷èñëåííûõ ôàêòîðîâ, âëèÿþùèõ íà
ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ïàðàìåòðîâ âèáðàöèè, îñîáîå
çíà÷åíèå èìååò èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé
ñðåäû â ìåñòå ðàçìåùåíèÿ âèáðîïðåîáðàçîâàòåëÿ.
Êîýôôèöèåíò ïðåîáðàçîâàíèÿ ñîâðåìåííûõ ïüåçî-
ýëåêòðè÷åñêèõ âèáðîïðåîáðàçîâàòåëåé ïðàêòè÷åñêè
íå çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû, íî, êàê îòìå÷åíî â ðÿäå
ðàáîò, èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ïî îáúåìó âèáðîïðå-
îáðàçîâàòåëÿ ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ ïàðàçèòíûõ çà-
ðÿäîâ. Ïîäîáíûå ÿâëåíèÿ íîñÿò íàçâàíèå ïèðîýëåê-
òðè÷åñòâà [3, 4].
Âëèÿíèå ýôôåêòà ãåíåðèðîâàíèÿ ïàðàçèòíûõ çà-
ðÿäîâ îñîáåííî ïðîÿâëÿåòñÿ ïðè ïðîâåäåíèè èçìå-
ðåíèé âèáðàöèè íà íèçêèõ ÷àñòîòàõ. Ðàññìîòðèì ñïî-
ñîáû óñòðàíåíèÿ ýòîãî âëèÿíèÿ.
Ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå âèáðîïðåîáðàçîâàòåëè
èìåþò åìêîñòíûé èìïåäàíñ è ãåíåðèðóþò
ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë ìîùíîñòüþ 10�12�10�14 Âò.
Äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ çàðÿäà â íàïðÿæåíèå èñïîëüçó-
þòñÿ îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè íàïðÿæåíèÿ (ÎÓ) ñ
áîëüøèì êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ (K>>1), îõâà÷åí-
ÇÀÐßÄÎ×ÓÂÑÒÂÈÒÅËÜÍÛÉ ÓÑÈËÈÒÅËÜ
íûå ãëóáîêîé ïàðàëëåëüíîé îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé
ñâÿçüþ (ÎÎÑ) ÷åðåç Coc (ðèñ. 1).
Îáà ïëå÷à äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ çàðÿäà
îõâà÷åíû îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçüþ ÷åðåç åìêî-
ñòè Ñoc è ñîïðîòèâëåíèÿ Roc. Íà ïîëîæèòåëüíûé âõîä
ñèãíàë ïî âòîðîé öåïè Coc è Roc ïîäàåòñÿ ÷åðåç èíâåð-
òîð. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå Uâûõ=(q1�q2)/Coc, ãäå q1 è
q2 � çàðÿäû íà ýëåêòðîäàõ âèáðîïðåîáðàçîâàòåëÿ.
×àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà â îáëàñòè íèçêèõ ÷àñ-
òîò îïèñûâàåòñÿ âûðàæåíèåì
2
í
1
( ) ,
1
K w
w
w
=
+
ãäå wí=1/RocCoc � íèæíÿÿ ÷àñòîòà ñðåçà óñèëèòåëÿ
çàðÿäà ïî óðîâíþ 0,707 (ïðè çàäàííîé ÷óâñòâèòåëü-
íîñòè Ñoc). Âåëè÷èíà íèæíåé ãðàíè÷íîé ÷àñòîòû ïðè
ýòîì îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé Roc.
Ïîñòîÿííûé ïåðåïàä òåìïåðàòóðû ïðèâîäèò ê
ïîÿâëåíèþ ïàðàçèòíîé ïèðîýëåêòðè÷åñêîé ýëåêòðè-
çàöèè äàò÷èêà è ìåäëåííî ìåíÿþùåãîñÿ òîêà (Iïý),
ïðîòåêàþùåãî íà âõîä çàðÿäî÷óâñòâèòåëüíîãî óñè-
ëèòåëÿ. Äëÿ äàò÷èêà ÀÂÑ-132 âåëè÷èíà ýòîãî òîêà
ðàâíà Iïý≈4·10�10 À/°C.
Ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ Rîñ, ò. å. ïðè ìàëûõ çíà-
÷åíèÿõ íèæíåé ãðàíè÷íîé ÷àñòîòû óñèëèòåëÿ, ïîä
Coc
Roc
ÎÓ1
Uâûõ
Roc
Coc
R
R
ÎÓ2
Ä �
+
�
+
Ðèñ. 1. Ñèììåòðè÷íûé çàðÿäî÷óâñòâèòåëüíûé óñèëèòåëü
(Ç×Ó) ñ ïàðàëëåëüíîé ÎÎÑ
∆Uâûõ, Â
10
5
0
�5
�10
0 50 100 150 t, ñ
Óðîâåíü
íàñûùåíèÿ
Óðîâåíü íàñûùåíèÿ
∆T=20°C
∆T=100°C
∆T=50°C
Roc=1 ÃÎì
Ñîñ=100 ïÔ
Ðèñ. 2. Èçìåíåíèå óðîâíÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ Ç×Ó,
âûçâàííîå âîçäåéñòâèåì ïåðåïàäîâ òåìïåðàòóðû íà ïüåçî-
äàò÷èê ÀÂÑ-132
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 1
17
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
äåéñòâèåì ýòèõ òîêîâ ïðîèñõîäèò ïåðåãðóçêà óñèëè-
òåëÿ, è àïïàðàòóðà ìîæåò ïîòåðÿòü ðàáîòîñïîñîá-
íîñòü íà äëèòåëüíîå âðåìÿ (ñì. ðèñ. 2, ãäå îòðàæå-
íû ðåçóëüòàòû âîçäåéñòâèÿ ïåðåïàäîâ òåìïåðàòóðû
íà äàò÷èê ÀÂÑ-132, ïîäêëþ÷åííûé ê âõîäó çàðÿäî-
÷óâñòâèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ).
Ïðè ýòîì åìêîñòü â öåïè îáðàòíîé ñâÿçè çàðÿäî-
÷óâñòâèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ áûëà âûáðàíà èñõîäÿ èç
÷óâñòâèòåëüíîñòè ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî äàò÷èêà òèïà
ÀÂÑ-132 (0,7ïÊ/(ì/c2)), à òàêæå èç îæèäàåìîãî óðîâ-
íÿ âèáðîóñêîðåíèÿ 100g, è ðàâíà 100 ïÔ. Ñëåäîâà-
òåëüíî, ìàêñèìàëüíàÿ âåëè÷èíà íàïðÿæåíèÿ íà âû-
õîäå óñèëèòåëÿ íå áóäåò ïðåâûøàòü 7 Â.
Âåëè÷èíà ðåçèñòîðà â öåïè îáðàòíîé ñâÿçè áûëà
âûáðàíà èñõîäÿ èç òðåáóåìîãî çíà÷åíèÿ íèæíåé ãðà-
íè÷íîé ÷àñòîòû (fí=1,5 Ãö) è ðàâíà 109 Îì.
Èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëèñü ïî ìåòîäèêå ôèðìû
Áðþëü è Êúåð [5].
Êàê âèäíî èç ïðèâåäåííûõ ãðàôèêîâ, äàæå íå-
áîëüøîé ïåðåïàä òåìïåðàòóðû ∆T=±20°C âëå÷åò çà
ñîáîé çíà÷èòåëüíîå èçìåíåíèå óðîâíÿ âûõîäíîãî íà-
ïðÿæåíèÿ ∆Uâûõ. Ýòî ïðèâîäèò ê îãðàíè÷åíèþ ïî-
ëåçíîãî ñèãíàëà è, òàêèì îáðàçîì, ê ïîòåðå ðàáîòî-
ñïîñîáíîñòè óñèëèòåëÿ íà äåñÿòêè ñåêóíä, à ïðè áîëü-
øèõ çíà÷åíèÿõ ñêà÷êà òåìïåðàòóðû � ê ïîòåðå ðà-
áîòîñïîñîáíîñòè áîëåå ÷åì íà ìèíóòó. Àíàëîãè÷íûå
ðåçóëüòàòû áûëè ïîëó÷åíû ïðè èñïûòàíèè ïüåçî-
ýëåêòðè÷åñêîãî äàò÷èêà òèïà 4375 ôèðìû Áðþëü è
Êúåð.
Ïîòåðÿ èíôîðìàöèè îá óðîâíå âèáðàöèè (îñîáåí-
íî âî âðåìÿ ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ â ìåõàíèçìàõ,
êîãäà ðåçêî èçìåíÿåòñÿ òåìïåðàòóðà) ìîæåò ïðèâåñ-
òè ê ïðîïóñêó íà÷àëà ðàçâèòèÿ àâàðèéíîé ñèòóàöèè,
êîòîðóþ ìîæíî áûëî áû ïðåäîòâðàòèòü ïðè íîðìàëü-
íîé ðàáîòå êîíòðîëèðóþùåé àïïàðàòóðû.
Äëÿ óñòðàíåíèÿ òàêîãî ÿâëåíèÿ ïðåäïðèíèìà-
þòñÿ ñëåäóþùèå ìåðû.
1. Âûáîð äàò÷èêîâ ñ ìàêñèìàëüíîé ÷óâñòâèòåëü-
íîñòüþ ê èçìåíåíèÿì òåìïåðàòóðû (äëÿ ðàçíûõ òè-
ïîâ äàò÷èêîâ ýòà ÷óâñòâèòåëüíîñòü ìîæåò îòëè÷àòü-
ñÿ â 250 ðàç � ñì. òàáëèöó). Ê ñîæàëåíèþ, ýòî òðåáî-
âàíèå íå âñåãäà óäàåòñÿ âûïîëíèòü èç-çà ãàáàðèòíûõ,
ìàññîâûõ, ÷àñòîòíûõ, òåìïåðàòóðíûõ èëè äðóãèõ
îãðàíè÷åíèé [5].
2. Óìåíüøåíèå âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû ñ ïîìîùüþ
ñïåöèàëüíûõ òåïëîèçîëèðóþùèõ ïîêðûòèé. Ïðè
âíóòðåííèõ èçìåðåíèÿõ ýòîò ìåòîä ìîæåò îêàçàòüñÿ
íåïðèåìëåìûì èç-çà ãàáàðèòíûõ îãðàíè÷åíèé è íå-
îáõîäèìîñòè îáåñïå÷åíèÿ äîëãîâðåìåííîé ìåõàíè-
÷åñêîé ïðî÷íîñòè ïîêðûòèé â àãðåññèâíûõ ñðåäàõ.
Íà ðèñ. 3 îòðàæåíû ðåçóëüòàòû âîçäåéñòâèÿ ïå-
ðåïàäîâ òåìïåðàòóðû íà äàò÷èê ÀÂÑ-132 ñ òåðìî-
èçîëèðóþùèì ïîêðûòèåì. Êàê âèäíî èç ãðàôèêîâ,
èçìåíåíèå óðîâíÿ íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå óñèëèòåëÿ
ïîä âîçäåéñòâèåì ïåðåïàäà òåìïåðàòóðû ñòàëî ïî-
÷òè â 3 ðàçà ìåíüøå, íî ïðè ýòîì ïðîöåññ âîçâðàùå-
íèÿ ê èñõîäíîìó óðîâíþ óâåëè÷èëñÿ âî ñòîëüêî æå
ðàç. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî è â ýòîì ñëó÷àå íàáëþäà-
åòñÿ ïîòåðÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè àïïàðàòóðû íà äî-
ñòàòî÷íî áîëüøîå âðåìÿ.
3. Óìåíüøåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðà â öåïè
îáðàòíîé ñâÿçè (ñì. ðèñ. 1). Äåéñòâèòåëüíî, ò. ê.
Àêñåëåðîìåòðû ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå
4375
4375V
4393
4393V
4384
4384V
4371
4371V
4391
4391V
4382
4382V
4383
4383V
4370
4370V
4381
4381V
Ìàññà, ã 2,4 11 16 17 54 43
ïÊë/(ì·ñ�2) 0,316±2% 1±2% 1±2% 3,16±2% 10±2% ×óâñòâèòåëüíîñòü ïî çàðÿäó
äëÿ Uni-Gain-DeltaShear-òèïîâ ïÊë/g 3,1±2% 9,8±2% 9,8±2% 31±2% 98±2%
Ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé ìàòåðèàë PZ23 PZ23 PZ23 PZ23 PZ23
Êîíñòðóêöèÿ DeltaShear DeltaShear DeltaShear DeltaShear DeltaShear
ì·ñ�2/°Ñ 5 0,4 0,2 0,1 0,02 0,04 ×óâñòâèòåëüíîñòü ê èçìåíåíèÿì
òåìïåðàòóðû (íîìèíàëüíîå
çíà÷åíèå ÍÏ× 3 Ãö, 20 äÁ/äåê g/°F 0,28 0,022 0,011 0,0056 0,0011 0,0022
Äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð, °Ñ �74�250 �74�250 �60�180 �74�250 �74�250
Ìàòåðèàë îñíîâàíèÿ
Òèòàí
ASTM Gr. 2
Òèòàí
ASTM Gr. 2
Òèòàí
ASTM Gr. 2
Òèòàí
ASTM Gr. 2
Ñòàëü
AISI316
Òèòàí
ASTM
Gr. 2
∆Uâûõ, Â
8
4
0
�4
�8
0 250 500 t, ñ
∆T=20°C
∆T=100°C
∆T=50°C
Roc=1 ÃÎì
Ñîñ=100 ïÔ
Ðèñ. 3. Èçìåíåíèå óðîâíÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ Ç×Ó,
âûçâàííîå âîçäåéñòâèåì ïåðåïàäîâ òåìïåðàòóðû íà ïüåçî-
äàò÷èê, ïîêðûòûé òåðìîèçîëÿöèåé
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 1
18
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
Uâûõ=IïýRîñ∆T, òî óìåíüøåíèå Rîñ ïîçâîëèò ñíèçèòü
âåëè÷èíó èçìåíåíèÿ óðîâíÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ
Ç×Ó ïîä äåéñòâèåì ïàðàçèòíîãî ïèðîýëåêòðè÷åñêî-
ãî òîêà, íî â ýòîì ñëó÷àå ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå
íèæíåé ãðàíè÷íîé ÷àñòîòû Ç×Ó
í
oc oc
1
,
2
f
R C
=
π
÷òî íåäîïóñòèìî, îñîáåííî ïðè ïóñêîâûõ ðåæèìàõ
ðàáîòû ìåõàíèçìîâ.
Èñïîëüçîâàíèå ÷àñòîòíî-çàâèñèìîãî äåëèòåëÿ,
âêëþ÷åííîãî ìåæäó âûõîäîì óñèëèòåëÿ è ðåçèñòî-
ðîì Rîñ, ïîçâîëÿåò óìåíüøàòü ñîïðîòèâëåíèå ýòîãî
ðåçèñòîðà ñ ñîõðàíåíèåì ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ â îá-
ëàñòè íèçêèõ ÷àñòîò (ñì. ðèñ. 4).
Êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è â ýòîì ñëó÷àå áóäåò èìåòü
âèä
ä
oc
1
,
1
1
1
k
k
C
K
jwC
jw jw
=
+ τ+
τα + τ α
Àíàëèç, ïðîâåäåííûé ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäà
Áðàóäå [6], ïîêàçàë, ÷òî ìàêñèìàëüíî ïëîñêóþ ôîð-
ìó àìïëèòóäíî-÷àñòîòíîé õàðàêòåðèñòèêè ìîæíî
ïîëó÷èòü òîëüêî ïðè âûáîðå Cp èç âûðàæåíèÿ
τk=R2Cp=2τ(α�1).
Íîìèíàë ðåçèñòîðà Rîñ â ýòîì ñëó÷àå ìîæíî
óìåíüøèòü â α ðàç. Ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ â îáëàñòè
íèçêèõ ÷àñòîò íå èçìåíèòñÿ, à ñìåùåíèå âûõîäíîãî
íàïðÿæåíèÿ óñèëèòåëÿ ïîä äåéñòâèåì ïèðîýëåêòðè-
÷åñêîãî ýôôåêòà óìåíüøèòñÿ âî ñòîëüêî æå ðàç (α).
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé
âîçäåéñòâèÿ ïåðåïàäà òåìïåðàòóðû íà ïüåçî-
ýëåêòðè÷åñêèé äàò÷èê òèïà ÀÂÑ-132, ïîäêëþ÷åííûé
ê âõîäó çàðÿäî÷óâñòâèòåëüíûõ óñèëèòåëåé, ñîáðàííûõ
ïî ñõåìå ðèñ. 4, ñ ðàçëè÷íûìè ÷àñòîòíî-çàâèñèìûìè
äåëèòåëÿìè â öåïè ÎÎÑ, ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 5
(fí=1,5 Ãö).
Êàê âèäíî èç ðèñ. 5, ïîä âîçäåéñòâèåì ïàðàçèò-
íîãî ïèðîýëåêòðè÷åñêîãî òîêà íàïðÿæåíèå íà âûõî-
äå çàðÿäî÷óâñòâèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ ñ ÷àñòîòíî-çà-
âèñèìûì äåëèòåëåì èçìåíÿëîñü íåçíà÷èòåëüíî äàæå
ïðè ïåðåïàäå òåìïåðàòóðû â 100°Ñ, ÷òî ïîçâîëèëî
ïðîèçâåñòè çàïèñü âèáðîñèãíàëà áåç ïîòåðü.
Íà ðèñ. 6 ïðèâåäåíà çàïèñü ñèãíàëà, ïîëó÷åííî-
ãî ïðè èñïûòàíèè ìåõàíèçìà, ðàáîòàþùåãî ñ áîëü-
øîé íàãðóçêîé. Äëÿ èçìåðåíèÿ óðîâíÿ âèáðàöèè èñ-
ïîëüçîâàëàñü ñõåìà óñèëèòåëÿ, ïîêàçàííîãî íà ðèñ. 1,
è ñõåìà óñèëèòåëÿ, ïîêàçàííîãî íà ðèñ. 4 (α=10). Ïðè
èñïîëüçîâàíèè Ç×Ó ñî ñõåìîé ïî ðèñ. 1 èñïûòàíèÿ
áûëè îñòàíîâëåíû íà 90-é ñåêóíäå (ñì. ðèñ. 6, à),
ò. ê. ïðåêðàòèëàñü çàïèñü ñèãíàëîâ îò äàò÷èêîâ âèá-
ðîóñêîðåíèÿ (ïðîèçîøëà ïåðåãðóçêà çàðÿäî÷óâñòâè-
òåëüíîãî óñèëèòåëÿ). Ïðè èñïûòàíèÿõ ñî ñõåìîé Ç×Ó
ïî ðèñ. 4 çàïèñü ñèãíàëà, êàê âèäíî èç ðèñ. 6, á, ïðî-
äîëæàëàñü íà ïðîòÿæåíèè âñåãî âðåìåíè èñïûòàíèé
ïðè áîëüøèõ ïåðåïàäàõ òåìïåðàòóðû, âîçäåéñòâóþ-
ùèõ íà ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé äàò÷èê.
ãäå Cä �
τk =
Cp �
τ =
α =
åìêîñòü äàò÷èêà;
R2Cp;
ðàçäåëèòåëüíàÿ åìêîñòü;
RocCoc;
(1+R1/R2).
∆Uâûõ, Â
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
�0,5
�1,0
0 5 10 15 t, ñ
∆T=20°C
∆T=100°C
∆T=50°C
∆Uâûõ, Â
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
�0,2
�0,4
0 5 10 15 t, ñ
∆T=20°C
∆T=100°C
∆T=50°C
Ðèñ. 5. Èçìåíåíèå óðîâíÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ Ç×Ó ñ ÷àñòîòíî-çàâèñèìûì äåëèòåëåì â öåïè ÎÎÑ, âûçâàííîå
âîçäåéñòâèåì ïåðåïàäîâ òåìïåðàòóðû íà ïüåçîäàò÷èê:
à � Ñîñ=100 ïÔ; Rîñ=100 Îì; R1=20 ÌÎì; R2=2 ÌÎì; α=10; Ñð=0,1 ìêÔ;
á � Ñîñ=100 ïÔ; Rîñ=30 Îì; R1=20 ÌÎì; R2=0,7 ÌÎì; α=30; Ñð=0,25 ìêÔ
à) á)
Coc
Roc
ÎÓ1
Uâûõ
R1Ä
�
+
Coc
Roc
�
+
R2
R1
R2
ÎÓ2
Cð
Cð
Ðèñ. 4. Ñõåìà Ç×Ó ñ ÷àñòîòíî-çàâèñèìûì äåëèòåëåì
â öåïè ÎÎÑ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 1
19
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
***
Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî èçáåæàòü âëèÿíèÿ ýôôåê-
òà ãåíåðèðîâàíèÿ ïàðàçèòíûõ çàðÿäîâ íà òî÷íîñòü
èçìåðèòåëüíûõ ïüåçîýëåêòðè÷åñêèõ âèáðîïðåîáðà-
çîâàòåëåé. Ýòî äîñòèãàåòñÿ îïòèìàëüíûì âûáîðîì
äàò÷èêà, èñïîëüçîâàíèåì êîíñòðóêòèâíûõ òåïëîèçî-
ëèðóþùèõ ðåøåíèé è ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ñïîñîáîâ.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïîäòâåðäèëè
ïðàâèëüíîñòü ïðèíÿòûõ ìåð ïî ñíèæåíèþ âëèÿíèÿ
ïèðîýëåêòðè÷åñêèõ òîêîâ, âûçâàííûõ âîçäåéñòâèåì
ãðàäèåíòà òåìïåðàòóðû íà ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé äàò-
÷èê, íà óðîâåíü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ çàðÿäî÷óâ-
ñòâèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Ìàêñèìîâ Â. Ï. Èçìåðåíèå, îáðàáîòêà è àíàëèç áûñòðîïå-
ðåìåííûõ ïðîöåññîâ â ìàøèíàõ.� Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1987.
2. Øàðàïîâ Â. Ì., Ìèíàåâ È. Ã., Áîíäàðåíêî Þ. Þ. è äð.
Ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå ïðåîáðàçîâàòåëè.� ×åðêàññû: ×ÃÒÓ, 2004.
3. Áàðôóò Äæ., Òåéëîð Äæ. Ïîëÿðíûå äèýëåêòðèêè è èõ ïðè-
ìåíåíèå.� Ì.: Ìèð, 1981.
4. Ôðàéäåí Äæ. Ñîâðåìåííûå äàò÷èêè. Ñïðàâî÷íèê.� Ì.:
Òåõíîñôåðà, 2005.
5. www.pribor.ru
6. Ìàìîíêèí È. Ã. Óñèëèòåëüíûå óñòðîéñòâà.� Ì.: Ñâÿçü, 1977.
Uâûõ, Â
0
�0,04
�0,08
�0,12
�0,16
à)
Çàïóñê
+20°Ñ
Ñèãíàë
+80°Ñ
Ïåðåãðóçêà
óñèëèòåëÿ
0 20 40 60 80 100 120 140 t, ñ
Uâûõ, Â
0
�0,5
�1
�1,5
á)
0 100 200 300 t, ñ
Ñèãíàë
Êîíåö
ýêñïåðèìåíòà
+150°Ñ
Çàïóñê
+20°Ñ
Ðèñ. 6. Çàïèñü ñèãíàëà, ïîëó÷åííîãî ïðè èñïûòàíèè ìåõàíèçìà (äàò÷èê ÀÂÑ-132):
à � ñõåìà Ç×Ó ïî ðèñ. 1, Rîñ=1 ÃÎì, Ñîñ=100 ïÔ; á � ñõåìà Ç×Ó ïî ðèñ. 4, α=10, Rîñ=100 ÌÎì, Ñîñ=100 ïÔ
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Áîëë Ñ. Ð. Àíàëîãîâûå èíòåðôåéñû ìèêðîêîíòðîëëåðîâ.�
Ì.: Äîäýêà, 2007.� 360 ñ.
Äàííîå èçäàíèå ÿâëÿåòñÿ ïðàêòè÷åñêèì ïîñîáèåì ïî ïðèìåíåíèþ ðàçëè÷íûõ èíòåðôåé-
ñîâ äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ àíàëîãîâûõ ïåðèôåðèéíûõ óñòðîéñòâ ê êîìïüþòåðàì, ìèêðîïðî-
öåññîðàì è ìèêðîêîíòðîëëåðàì. Ðàñêðûâàåòñÿ ñïåöèôèêà ïðèìåíåíèÿ òàêèõ èíòåðôåé-
ñîâ êàê I2C, SPI/Microware, SMBus, RS-232/485/422, òîêîâàÿ ïåòëÿ 4�20 ìÀ è äð.
Äàåòñÿ îáçîð áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ñîâðåìåííûõ äàò÷èêîâ: òåìïåðàòóðíûõ, îïòè÷åñêèõ,
ÏÇÑ, ìàãíèòíûõ, òåíçîäàò÷èêîâ è ò. ä. Ïîäðîáíî îïèñûâàþòñÿ êîíòðîëëåðû, ÀÖÏ è
ÖÀÏ, èõ ýëåìåíòû � ÓÂÕ, ÈÎÍ, êîäåêè, ýíêîäåðû. Ðàññìîòðåíû èñïîëíèòåëüíûå
óñòðîéñòâà � äâèãàòåëè, òåðìîðåãóëÿòîðû � è âîïðîñû èõ óïðàâëåíèÿ â ñîñòàâå ñèñòåì
àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ ðàçëè÷íîãî òèïà (ðåëåéíîãî, ïðîïîðöèîíàëüíîãî è ÏÈÄ).
Êíèãà ñíàáæåíà èëëþñòðàöèÿìè, íàãëÿäíî ïðåäñòàâëÿþùèìè àïïàðàòíûå è ïðîãðàììíûå
îñîáåííîñòè ïðèìåíåíèÿ ýëåìåíòîâ àíàëîãîâîé è öèôðîâîé òåõíèêè.
Çàèíòåðåñóåò íå òîëüêî íà÷èíàþùèõ ðàäèîëþáèòåëåé, íî è ñïåöèàëèñòîâ, èìåþùèõ ñòàæ
ðàáîòû ñ àíàëîãîâîé è öèôðîâîé òåõíèêîé, à òàêæå ñòóäåíòîâ òåõíè÷åñêèõ êîëëåäæåé è
ÂÓÇîâ.
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Àôîíñêèé À., Äüÿêîíîâ Â. Èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû è ìàñ-
ñîâûå ýëåêòðîííûå èçìåðåíèÿ.� Ì.: Ñîëîí, 2007.� 544 ñ.
Îïèñàíû ñàìûå ñîâðåìåííûå èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû: èçìåðèòåëè R, C è L, ìóëüòèìåò-
ðû, èçìåðèòåëüíûå Â×- è Í×-ãåíåðàòîðû, èìïóëüñíûå è ôóíêöèîíàëüíûå ãåíåðàòîðû,
àíàëîãîâûå è öèôðîâûå ñòàöèîíàðíûå è ïîðòàòèâíûå îñöèëëîãðàôû, â òîì ÷èñëå óíè-
êàëüíûå. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëåíî ìàññîâûì äåøåâûì (áþäæåòíûì) ïðèáîðàì è òåõíè-
êå èçìåðåíèé, â òîì ÷èñëå ñ ïðèìåíåíèåì âèðòóàëüíûõ è êîìïüþòåðèçèðîâàííûõ ëàáî-
ðàòîðèé, è èõ ïðèìåíåíèþ â ïðàêòèêå ýëåêòðîííûõ èçìåðåíèé. Ðÿä ìàòåðèàëîâ ïîñâÿ-
ùåí ðàáîòå ñ ñîâðåìåííûìè öèôðîâûìè îñöèëëîãðàôàìè è ôóíêöèîíàëüíûìè ãåíåðàòî-
ðàìè. Ðàññìîòðåíà ñîâðåìåííàÿ ýëåìåíòíàÿ áàçà è ñõåìîòåõíèêà èçìåðèòåëüíûõ
óñòðîéñòâ. Â êíèãå îêîëî øåñòèñîò èëëþñòðàöèé è îñöèëëîãðàìì.
Äëÿ ðàáîòíèêîâ ñëóæá ðåìîíòà è ñåðâèñà ñëîæíîé ýëåêòðîííîé òåõíèêè, íàó÷íûõ ðàáîò-
íèêîâ è èíæåíåðîâ, ñòóäåíòîâ, àñïèðàíòîâ, ïðåïîäàâàòåëåé è ëàáîðàíòîâ ÂÓÇîâ, à òàê-
æå äëÿ ïîäãîòîâëåííûõ ðàäèîëþáèòåëåé.
|