电压范围为正负10V、具有12位分辨率的自动调零电路

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电压范围为正负10V、具有12位分辨率的自动调零电路

电路的功能

来自传感器的信号与直流成分叠加时,如增大放大倍数,放大器饱和反而会造成放大倍数下降。许多情况下,得到了信号往往小于直流成分,这时若采用象本节列举的自动调零电路则很方便,它能以12位的分辨率在负正10V电压范围内进行零位调节。

电路工作原理

OP放大器A1是差动放大电路。D-A转换器产生的电压输出与输入信号中的直流偏移相同。经减法运算后输出为零。A2是放大倍数为10倍的放大器。因为A1输出的最小可分辨电压为4.88MV,如果把这个信号立即输入零交比较器,容易造成不稳定,所以比较器加50MA滞后电压。进行5MV的等效比较。

比较器的输出:采用递增、递减计数器,通过选择弟或递减计数确定自动调零的方向。

输入大于4096KHZ的时钟脉冲,即可开始自动调零,并在适当时间停止。假设电压从-10V~+10V变化的时间为T,脉冲频率则为4096/T,如果T=1秒,输入4096KHZ的时钟达1秒钟时,输出电压肯定成为零。时钟信号没有稳定度要求,采用由NE555构成的时钟振荡器即可。

12位记数器在电源接通时装入800H,此时把D-A转换器设定为零伏输出,没有直流偏移,处于待机状态,选用的D-A转换器不同,并予先在计数器的数据预置端输入选择数据。

记数器及与非门IC的电源接带★标记的VDD上,从防止电源瞬间断电,计数被清除,便好的办法是用电池作备份。

元件的选择

用本电路调零后,须进行高增益放大时,应注意IC的选择,要选用低漂移的OP放大器,输入信号中如含有噪声,调零精度会下降,可在输入端增加低通滤波器,或增加带★标记的C1,FC值取FC=1/2πC1*100*10的3次方。

电阻R1~R4应选用温度系数小的电阻,否则零点就会受周围温度的影响而发生偏离。


调整

从跳线JP1或JP2输入时钟脉冲,验证DAC输出为正负10V的锯齿波,(如果把计数器和DAC之间的接线接错就不会直线波形,而成为参差不齐的波形)。接着使输入开路或短路。输入零时钟,如果正常,DAC输出就应该为零,A1输出端也应为零。如果计数方向反了,就会在低频下振荡,必须把计数方向倒过来。

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