Усилитель, стабилизированный прерывателем ⇐ Васина Википедия

[wiki_en]

== Введение ==
Усилители, стабилизированные прерывателем, необходимы в сценариях, требующих высокого усиления постоянного напряжения, где смещение напряжения от стандартных усилителей может вызвать значительные сбои. Например, усилитель с коэффициентом усиления по постоянному току 10 000 и напряжением смещения операционного усилителя 5 мВ может привести к выходной ошибке до ±5 В. Кроме того, напряжение смещения операционных усилителей чувствительно к температуре, то есть оно может дрейфовать при изменении температуры. Раньше в приборах требовалась ручная регулировка дрейфа смещения нуля с помощью ручки, подключенной к переменному резистору, — метод, который был непрактичным и требовал регулярной настройки. Разработка компенсации смещения нуля с помощью усилителей, стабилизированных прерывателем, решила эту проблему за счет включения автоматической петли обратной связи для регулировки смещения нуля схемы. Это нововведение не только улучшило коррекцию смещения нуля, но также улучшило общее качество и температурную стабильность конечной схемы. Хотя первоначальный патент был на ламповые усилители, вскоре появились транзисторные усилители со стабилизацией прерывателем, которые в конечном итоге были вытеснены монолитными схемами OPAMP. Эти современные операционные усилители поддерживают входное напряжение смещения на уровне микровольт и демонстрируют высокую температурную стабильность.
== Где используется ==
Усилители, стабилизированные прерыванием, широко используются в прецизионных электронных устройствах, таких как усилители постоянного тока для вольтметров, цифровых мультиметров (DMM) и детекторов нуля. Они также являются неотъемлемой частью прецизионных аналоговых цепей датчиков для различных измерений, в том числе с использованием тензодатчиков и других типов датчиков. Важнейшим преимуществом использования усилителей с прерывательной стабилизацией в этих условиях является их исключительная температурная стабильность и минимальное смещение нуля, которые необходимы для обеспечения точных и надежных результатов измерений в чувствительных и зависящих от точности средах.
== История ==
Патент (US2684999) на стабилизированный усилитель с прерывателем, поданный в 1949 году Эдвином А. Голдбергом и Жюлем Леманном и выданный в 1954 году, знаменует собой важнейший прогресс в конструкции и функциональности усилителей постоянного тока. Настоящее изобретение решает распространенную проблему усилителей постоянного тока, связанную с дрейфом нулевого выходного напряжения, которая обычно требует ручной регулировки с течением времени из-за изменения характеристик электронных ламп. Конструкция Голдберга и Лемана автоматизирует стабилизацию нуля, дрейфа и усиления в усилителях постоянного тока за счет нового использования механизма прерывателя — модулятора контакторного типа, который преобразует напряжение ошибки в переменный ток, позволяя его усиливать, а затем выпрямлять обратно. к постоянному току для эффективной стабилизации нулевого выходного сигнала усилителя.

Это нововведение не только повысило надежность и удобство обслуживания усилителей постоянного тока, но и расширило их возможности в различных электронных приложениях за счет повышения точности и уменьшения необходимости частых повторных калибровок. Внедрение этой технологии позволило усилителям постоянного тока автоматически поддерживать стабильное нулевое выходное напряжение, что было особенно полезно в прецизионных электронных измерениях и системах, требующих постоянной точности с течением времени. Таким образом, стабилизированный усилитель с прерывателем представляет собой значительную эволюцию в технологии усилителей, позволяющую создавать более сложные и надежные электронные системы.

== Принцип действия ==
В усилителе, стабилизированном прерывателем, используется генератор прерывания, который управляет переключателями для компенсации входного напряжения смещения усилителя, корректируя как начальное смещение, так и любой дрейф, вызванный температурой. Частота прерывающего генератора обычно находится в диапазоне от десятков герц до десятков килогерц. Первоначально в качестве механизма переключения использовались герконовые реле. В эпоху транзисторов были популярны пары оптических резисторов с неоновым светом. В современных микросхемах интегрированных прерывающих усилителей используются переключатели MOSFET, повышающие эффективность и надежность этих систем.
Современные реализации операционных усилителей с прерывательной стабилизацией часто проектируются как «черные ящики», содержащие все необходимые схемы для обеспечения выдающихся характеристик смещения нуля и дрейфа нуля. Эти интегральные схемы оптимизированы для обеспечения превосходной стабильности и точности, что делает их идеальными для прецизионных приложений, где решающее значение имеют минимальное смещение и дрейф напряжения.



Подробнее: https://en.wikipedia.org/wiki/Chopper-s ... _amplifier