Аналого-цифровое преобразование с промежуточным буфером при высокой скорости поступления данных
2.2 Схема включения согласующего операционного усилителя К544УД2
Мы используем схему подключения согласующего операционного усилителя для преобразования двухполярного входного напряжения. В ней используется инвертирующий режим усиления (по отношению к Uвх) и диодная схем защиты АЦП при перегрузках. Напряжение на входе АЦП связано с входным сигналом следующим соотношением
UIRN = - KUвх + (1 + K)UREF1
где K = R4/(R5 + R6) - коэффициент передачи усилителя
UREF1 - опорное напряжение на не инвертирующем входе ОУ
(задается делителем R1-R3)
В нашем случае для диапазона преобразования Uвх = 2,5В выбираются К = 0,58 и опорный уровень UREF1 = 0,905 В (при UREF = 2,5 В). Настройка коэффициента передачи осуществляется сопротивлением резистора R5, после чего резистором R2 устанавливается нуль на середину передаточной характеристики АЦП.
При Uвх =2,5В на АЦП появляется выходной код 00..00, а при Uвх=-2,5В - код 11..11.
Таким образом, на выходе преобразователя получаем обратный смещенный двоичный код.
Схема защиты входа АЦП от перегрузок работает следующим образом. Диоды VD1 и VD2, включенные параллельно резистору обратной связи R4, образуют двухсторонний ограничитель. Диод VD4 и стабилитрон VD3, смещенные постоянным током от источников 15 и -15В, задают уровни ограничения в отрицательной и положительной областях (относительно UREF1).
Диод VD5 обеспечивает защиту входа АЦП в случае отключения источников питания ОУ или выхода его из строя.
Данная схема включения согласующего ОУ универсальна и позволяет использовать АЦП К1108ПВ1А в режиме максимального быстродействия. При работе БИС АЦП с быстродействующим ОУ типа К544УД2, тщательном монтаже и оптимальной схеме коррекции ОУ время установления процессов в согласующей схеме на уровне 0,1% не превышает 1 мкс.
Рис.2. Схема включения согласующего ОУ
В данной схеме используются следующие элементы:
VD1, VD2, VD4, VD5 - диоды типа КД520А
VD3 - стабилитрон типа КС133А
А - операционный усилитель типа К574УД1
Операционный усилитель типа К574УД1 имеет следующие характеристики
Ucc = 15 В; Uвых 10 мВ; Iвх 0,5 нА; Iпотр 10 мА
Потребляемая мощность составляет
Pпотр = 150 мВт