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根据AD822ARZ单电源供电运算扩大器完成规划长途传感器前置扩大电路

基于AD822ARZ单电源供电运算放大器实现设计远程传感器前置放大电路-AD822ARZ是一个真正的单电源供电运算放大器,其具有轨到轨输出、极低的输入电流和低频噪声,适合与高阻抗信号源同时工作。AD822具有5V的单电源供电能力,这使其成为本设计实例的佳选。

本规划实例完成了一种长途传感器前置扩大器(如用于压电式传感器),其可经过单个导线对或同轴电缆传输信号和电能。

AD822ARZ是一个真实的单电源供电运算扩大器,其具有轨到轨输出、极低的输入电流和低频噪声,合适与高阻抗信号源一起作业。AD822具有5V的单电源供电才能,这使其成为本规划实例的佳选。

根据AD822ARZ单电源供电运算扩大器完成规划长途传感器前置扩大电路

R6为压电传感器供给匹配负载。R5和D1维护IC1-1免受或许来自压电传感器的高电压尖峰的影响。IC1-1供给初级增益(在作业频率规模内约为1+R7/R8)和部分增益频率特性。R8和C6按捺次声波频率(截止频率为1/2πR8C6),并使传感器的频率响应线性化。R7和C5的结合可按捺超出作业频率规模的频率(截止频率为1/2πR7C5)。R10-C9和R13-C11为附加的低通滤波器。设置于IC1-2周围、可按捺次声波频率的二阶滤波器是首要的高通滤波器。前置扩大器的输出端为Q2的开路集电极。Q2的负载(Rg:1.5kΩ)放置在接收器处。

前置扩大器的电源触及下述要素:分压器R2、R9和C7经过R6和R11为IC1两部分供给数值为电源电压一半(R2=R9)的偏移电压。假定电源电压为5V,则AD822的静态电流Iq的最大值为1.6mA。研讨标明,输出晶体管的集电极电流Ic(无信号)应为Iq的若干倍。R14用于设置Iq,计算方法如下:R14EB)/Iq=(5V/2-0.68V)/1.6mA=1.14kΩ(0.68V是此类晶体管在扩大形式下的发射极基极电压VEB的典型值)。将R14的值设为560Ω,则输出晶体管的集电极电流Ic的值为(Vs/2-VEB)/R14。在BC847C的hFE不低于420的状况下,Q2的基极电流小到能够疏忽。因而,Ic=(5V/2-0.68V)/560Ω=3.25mA。经过集电极负载的最大电流(无信号)为:Imax=Ic+Iq=3.25mA+1.6mA=4.85mA。

研讨标明,由于高噪声会被反映至负载电阻,因而一般的稳压器IC此刻不适用。仿真进程没有显现这一现象。简略的Q1电路成为最佳解决方案。Q1发射极处的输出电压Vs为:

Vs=(Vext-Rg×Imax)×R3/(R3+R4)-VEB

(Vext是外部直流电压(15V),VEB=0.68V。)

Vs=(15V-1.5kΩ×4.85mA)×68kΩ/(20kΩ+68kΩ)-0.68V=5.3V

这一数值是一个近似值。事实上,Vs值要更小一些,由于上述等式未将Q1的基极和分压器电流考虑在内。主张将R3-R4分压器电流的最小值设置为Q1基极电流的10倍以上。Q1集电极的沟通重量被C4滤除。应根据前置扩大器的最低作业频率挑选C4的值。转机频率1/2πR3C4应至少低于前置扩大器通频带低端的10倍。

R1-C3网络是可选装备;在运用R1-C3网络的状况下,若需求一个更宽的高频通带,应将C3的值设置得更低。C9也是可选装备,其影响的是高频规模。若需求运用C9,则能够将去耦电容C1的值下降至10μF。图中所示的前置扩大器供给了26dB的增益(Rg=1.5kΩ),其通频带的频率约为8Hz~36Hz。沟通输出电压的最大值约为5Vp-p(在静态作业点约为7.8VDC的状况下为±2.4V)。实践器材的电流耗费为4.8mA。迄今为止,该解决方案已在28个器材上牢靠、继续地运转,线长达150m。

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