- Tytuł:
-
Badania dokładności różnicowego wzmacniacza z cyklicznie przełączanymi rezystorami sprzężenia zwrotnego w tomografii elektrycznej
Investigations of the accuracy of a differential amplifier with cyclically switched parallel feed-back resistors used in electrical tomog-raphy - Autorzy:
-
Dorozhovets, M.
Prygrodsky, A.
Brydak, K. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/152038.pdf
- Data publikacji:
- 2012
- Wydawca:
- Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
- Tematy:
-
tomografia impedancyjna
współczynnik wzmocnienia
wzmacniacz różnicowy
sprzężenie zwrotne
electrical tomography
gain
differential amplifier
feedback - Opis:
-
W artykule przedstawiono metodę zwiększania dokładności współczynnika wzmocnienia wzmacniacza różnicowego stosowanego w tomografii impedancyjnej, w której występuje duża dynamika zmian sygnałów pomiarowych oraz obserwuje się stosunkowo niski poziom wrażliwości wyników pomiaru na zmiany przewodności. Zaproponowano dwa układy pomiarowe wzmacniacza różnicowego realizujące metodę dynamicznego wzmocnienia poprzez zastosowanie w sprzężeniu zwrotnym układu szeregowego cyklicznie przełączanych rezystorów (rys. 2) oraz układu z gałęziami równolegle połączonych rezystorów sprzężenia zwrotnego (rys. 3). Przedstawiono analizę charakterystyki błędu współczynnika wzmocnienia dla proponowanych układów pracy wzmacniacza metodą symulacyjną Monte Carlo. W pracy wykazano, że przy wykorzystaniu rezystorów o stosunkowo niskiej dokładności można uzyskać niski poziom względnego błędu współczynnika wzmocnienia.
This paper presents a method for increasing the gain accuracy of a differential amplifier used in electrical tomography in which there occurs large dynamics of measurement signal changes and there is observed a relatively low sensitivity level of measurement results to electrical conductivity (Fig.1). The differential amplifier with switched parallel resistors in a feedback circuit is proposed. It uses the dynamic element matching method. The resistive feedback circuit consists of two symmetrical parts with m and k - m connected in parallel resistor branches (Fig. 3). The nominal resistances of all resistors are the same. The resistors of both parts (R11 -R1k and R21 - R2k (Fig. 3)) are cyclically switched to one position and during a full cycle the feedback has k states. Hence, the mean value and standard deviation of the relative error of this amplifier average gain are proportional to the square of the resistor standard deviation (formulas (3)). The simulation results (using the Monte Carlo method) show that even use of relatively inaccurate resistors of σR = š 0,1% provides the amplifying of a differential signal with the mean error of 0,3 - 3 ppm (Fig. 4). As was mentioned above, there cannot be noted any significant impact on the switched resistance gain accuracy, especially for higher gains. Use of parallel resistor connections in feedback circuits of an amplifier decreases significantly the number of switches needed for resistor rotation. Obviously, the dynamic element matching method has another disadvantage: there is needed more time (multiplied by factor Knom) to obtain the accurate input signal gain, which limits the input signal bandwidth. - Źródło:
-
Pomiary Automatyka Kontrola; 2012, R. 58, nr 11, 11; 1003-1005
0032-4140 - Pojawia się w:
- Pomiary Automatyka Kontrola
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł