Усиление напряжения с высокоимпедансной точки Опции

[norsen]

Господа, у меня такая проблема: нужно усиливать (или повторять) сигнал с высокоимпедансной точки (средняя точка делителя из 2 емкостей, емкости порядка 10 пФ). Соответственно нужен усилитель или буфер с очень высоким входным сопротивлением и с очень малой входной емкостью, т.к. ошибка (по сравнению с работой емкостного делителя без усилителя) должна быть порядка 10E-5. Может ли кто-нибудь посоветовать такой усилитель или идею по его реализации?

[HardJoker]

Господа, у меня такая проблема: нужно усиливать (или повторять) сигнал с высокоимпедансной точки (средняя точка делителя из 2 емкостей, емкости порядка 10 пФ). Соответственно нужен усилитель или буфер с очень высоким входным сопротивлением и с очень малой входной емкостью, т.к. ошибка (по сравнению с работой емкостного делителя без усилителя) должна быть порядка 10E-5. Может ли кто-нибудь посоветовать такой усилитель или идею по его реализации?

Какой диапазон частот и уровень сигнала? Судя по постановке вопроса, ОУ с входной емкостью 1...2pF и корррекцией делителя (решение в лоб) уже рассматривалось. В DS у Аналога были рекомендации по уменьшению Cвх за счет (П)ОС.

[norsen]

Какой диапазон частот и уровень сигнала? Судя по постановке вопроса, ОУ с входной емкостью 1...2pF и корррекцией делителя (решение в лоб) уже рассматривалось. В DS у Аналога были рекомендации по уменьшению Cвх за счет (П)ОС.
[/quote]

Частоты - единицы кГц. Амплитуда сигнала 1 В. Коррекция делителя не подходит - дело в том, что схема измерительная (как раз значения емкостей делителя и меряются), и нужны высокие точности (хотя бы 0.1%, а в идеале еще лучше), а входная емкость ОУ имхо не может быть померяна с такой точностью, кроме того, она, наверно, от температуры здорово плывет. Насчет рекомендаций AD почитаю, спасибо, однако, наверно, сложно скомпенсировать так, чтобы не плавало от температуры :-(.

[Old Nick]

Частоты - единицы кГц. Амплитуда сигнала 1 В. Коррекция делителя не подходит - дело в том, что схема измерительная (как раз значения емкостей делителя и меряются), и нужны высокие точности (хотя бы 0.1%, а в идеале еще лучше), а входная емкость ОУ имхо не может быть померяна с такой точностью, кроме того, она, наверно, от температуры здорово плывет. Насчет рекомендаций AD почитаю, спасибо, однако, наверно, сложно скомпенсировать так, чтобы не плавало от температуры :-(.

По-моему нужно было задать вопрос не об "усилении с высокоимпендансной точки", а об измерении емкости или перемещения и выяснить:
1. Можно ли решить задачу в принципе, имея в виду, в частности, динамический диапазон полупроводниковых устройств.
2. Можно ли решить задачу в Вашем диапазоне температур.
3. Если на пп. 1 и 2 будут положительные ответы, какова стоимость решения и устроит ли она Вас (заказчика).

Если интересно мое мнение, то никаких принципиальных трудностей, кроме механических и температурных не вижу. то есть на п.1 мой ответ был бы: "однозначно да". Огромный (10пФ) и медленный (наколько килогерц) объект движется на огромное расстояние (0.2мм). Есть роскошное питание (про ограничение потребления и батарейки ничего не говорилось). Традиционно, подобные проблемы решают мостами, "все уже придумано до нас", - читайте книги. Советую не упираться в усилитель с ненужными здесь параметрами, ибо дело не в усилителе, а задаче "в целом".

О п.2 я бы сказал, что реально обойтись только одними биполярными транзисторами (без микросхем), если не смущают размеры.

[Stanislav]

...Традиционно, подобные проблемы решают мостами, "все уже придумано до нас", - читайте книги...

Приведите ссылочку, пожалуйста.
Не забывая при этом, что температура в точке измерения может достигать 200С.

...О п.2 я бы сказал, что реально обойтись только одними биполярными транзисторами (без микросхем), если не смущают размеры.

Простите. а нельзя ли пояснить смысл сказанного?
Я например, считаю, что обойтись схемами на БТ никак не возможно.

[Old Nick]

...Традиционно, подобные проблемы решают мостами, "все уже придумано до нас", - читайте книги...

Приведите ссылочку, пожалуйста.
Не забывая при этом, что температура в точке измерения может достигать 200С.

Лубая книга о мостовых измерениях. О 200С во втором пункте.

...О п.2 я бы сказал, что реально обойтись только одними биполярными транзисторами (без микросхем), если не смущают размеры.

Простите. а нельзя ли пояснить смысл сказанного?
Я например, считаю, что обойтись схемами на БТ никак не возможно.

Пояснить в какой части? Работают ли BJT при 200С?

[Stanislav]

Лубая книга о мостовых измерениях. О 200С во втором пункте.

Датчик - не мостовой, а дифференциальный (полумостовой).
Какие преимущества в этом случае будет иметь мостовая схема? Лично я вижу лишь одни недостатки.

Пояснить в какой части? Работают ли BJT при 200С?

Для начала, в части схемотехники.

[Old Nick]

Датчик - не мостовой, а дифференциальный (полумостовой).
Какие преимущества в этом случае будет иметь мостовая схема? Лично я вижу лишь одни недостатки.

В этом случае мало информации. В общем случае, - точность.

Для начала, в части схемотехники.

?

[Stanislav]

Для начала, в части схемотехники.

?

Как усилитель сделать предполагаете?

В этом случае мало информации. В общем случае, - точность.

Нет, в мостовой схеме точность получится хуже. Если её приведёте, могу доказать.

Сообщение отредактировал Stanislav - Aug 28 2006, 15:44

[SasaTheProgramme...]

Нет, в мостовой схеме точность получится хуже. Если её приведёте, могу доказать.

Станислав, это стандартное решение. Т.е. если речь идёт именно об измерении напряжения, то нужно сильно изгаляться. А в случае ёмкостного датчика всё решается намного проще (жаль, что автор топика сразу об этом не написал).
Датчик запитывается парафазным сигналом, причём амплитуда одной или обоих фаз регулируется (в прошлом веке - ползунком на катушке трансформатора). Средняя точка подключается к низкоомному входу усилителя рассогласования. Все подводки экранируются и защитное кольцо(-а) емкостей также заземляются. Ёмкость кабелей и пр. при этом не играет роли, поскольку экранируемая средняя точка и так сидит на виртуальной земле.
В принципе, можно даже попробовать отказаться от компенсации, т.е. использовать в качестве выходного сигнал непосредственно с выхода усилителя рассогласования. Но в книжке (где-то пылится на дальних полках) для такой задачи почему-то описывался именно автоматический мост. Возможно, так достигалась линеаризация в доцифровую эпоху...

[Stanislav]

Нет, в мостовой схеме точность получится хуже. Если её приведёте, могу доказать.

Станислав, это стандартное решение. Т.е. если речь идёт именно об измерении напряжения, то нужно сильно изгаляться. А в случае ёмкостного датчика всё решается намного проще (жаль, что автор топика сразу об этом не написал).

Простите, но стандартных решений, по моему мнению, не бывает. А бывают они хорошими или плохими.
В данной конкретной теме я считаю применение моста плохим решением, только и всего. А о том, стандартное оно, или нет - не мне решать.

...Датчик запитывается парафазным сигналом, причём амплитуда одной или обоих фаз регулируется (в прошлом веке - ползунком на катушке трансформатора). Средняя точка подключается к низкоомному входу усилителя рассогласования.

Сиречь, усилителя заряда, как я понял?

...Все подводки экранируются и защитное кольцо(-а) емкостей также заземляются. Ёмкость кабелей и пр. при этом не играет роли, поскольку экранируемая средняя точка и так сидит на виртуальной земле.
В принципе, можно даже попробовать отказаться от компенсации, т.е. использовать в качестве выходного сигнал непосредственно с выхода усилителя рассогласования. Но в книжке (где-то пылится на дальних полках) для такой задачи почему-то описывался именно автоматический мост. Возможно, так достигалась линеаризация в доцифровую эпоху...

Я тоже думал о таком варианте, однако, он мне не понравился. Основные недостатки привёл norsen в посте №31.

[SasaTheProgramme...]

Простите, но стандартных решений, по моему мнению, не бывает. А бывают они хорошими или плохими.

Согласен, термин несколько неудачный. С другой стороны - а как назвать решение, являющееся стандартом де-факто?

В данной конкретной теме я считаю применение моста плохим решением, только и всего. А о том, стандартное оно, или нет - не мне решать.

Ладно, не будем спорить о терминах. Что-же касается "плохости", то мне кажется, что данное мнение недостаточно обосновано

...Датчик запитывается парафазным сигналом, причём амплитуда одной или обоих фаз регулируется (в прошлом веке - ползунком на катушке трансформатора). Средняя точка подключается к низкоомному входу усилителя рассогласования.

Сиречь, усилителя заряда, как я понял?

Ну, если усилитель заряда низкоомный, то.. я просто не знаю

[Stanislav]

В данной конкретной теме я считаю применение моста плохим решением, только и всего. А о том, стандартное оно, или нет - не мне решать.

Ладно, не будем спорить о терминах. Что-же касается "плохости", то мне кажется, что данное мнение недостаточно обосновано.

А мне вот, например, кажеся недостаточно обоснованным предложение применить мостовую схему (которую, кстати, здесь представлена только общими словами, со ссылками на некую "понятность").

Ну, если усилитель заряда низкоомный, то.. я просто не знаю.

Тогда не понимаю я.
Идеальный усилитель заряда имеет нулевое входное сопротивление.
В то же время, его активный элемент (ОУ) при таких параметрах датчика обязан иметь высокое входное сопротивление.
Если это не так, поясните свою мысль, пожалуйста.

В уровнемере для ГСМ делал следующий усилитель:
...........................

А как обстоит дело с устойчивостью такой схемы?

[SasaTheProgramme...]

В данной конкретной теме я считаю применение моста плохим решением, только и всего. А о том, стандартное оно, или нет - не мне решать.

Ладно, не будем спорить о терминах. Что-же касается "плохости", то мне кажется, что данное мнение недостаточно обосновано.

А мне вот, например, кажеся недостаточно обоснованным предложение применить мостовую схему (которую, кстати, здесь представлена только общими словами, со ссылками на некую "понятность").

Ну, это ещё не повод называть это решение "плохим решением, только и всего".

Ну, если усилитель заряда низкоомный, то.. я просто не знаю.

Тогда не понимаю я.
Идеальный усилитель заряда имеет нулевое входное сопротивление.

Станислав, вы твёрдо уверены в последнем тезисе?