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(多图) 在早期设计实例上改进获得的简单预测器

Nicholas Lockerbie?? 苏格兰格拉斯哥?? 苏格兰大学物理联盟?? 2012年08月07日 ?? 收藏0
一个自偏置的调热电路有低至25ms的整体主要热/电时间常数,但在一个100ms的方波(热)输入脉冲后有一个明显的回环响应;来源是一个脉冲蓝色LED。用单运放做的“预测器式”电路会产生一个实际输入激励的更真实图像,它是对以前设计实例电路的改进(参考文献1)。图1中构成电路的低通滤波器有大约25ms的RC时间常数。

图1,这个RC电路形成了单一主要的时间常数变换器,产生了一个回环振荡的中间电压VX,它响应着一个输入信号VIN。以VX为输入,预测器电路从VX重构出原始信号,使VOUT=VIN。
图1,这个RC电路形成了单一主要的时间常数变换器,产生了一个回环振荡的中间电压VX,它响应着一个输入信号VIN。以VX为输入,预测器电路从VX重构出原始信号,使VOUT=VIN。

输入电压建立了对转换器的激励(如一个脉冲热通量),而转换器输出端的电压响应VX,构成了相应预测器电路的输入,后者的输出为电压信号VOUT。在复杂频率s时,可以用针对单极响应的下列常用方程形式,写出低通滤波器对其输入VIN的函数:

在早期设计实例上改进获得的简单预测器

现在忽略图1电路中反馈回路的400pF电容,则这个非反相运放结构的电压增益为:

在早期设计实例上改进获得的简单预测器

换句话说,对转换器的无修正输入激励,预测器电路的输出都变成一样的了。此外,无论输入信号采取什么临时形式,这个激励必须为真。

图2、3和图4是送给转换器的输入波形;相应的转换器输出信号,以及最终的预测器电路输出,它来源于可用信号VX。这些图分别显示了三种形式2Hz频率输入的波形:一个锯齿波,一个20%占空比的脉冲输入,以及一个正弦波输入。在每个图中,VIN和VX的波形分别有5V和2.5V的垂直偏移。锯齿波与正弦波的输入信号有1V偏移,以保持单电源运放的输入为正。实际上,400pF电容是最好稳定性所必需的,因为它能防止运放的闭环增益随频率的升高而趋向于无穷大。另外,虽然AD820工作在单电源模式,但它也可以采用分离供电模式,以处理双极信号。

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低通滤波器? 调热电路? 时间常数变换器? 预测器?

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