圖1示出了測量大信號的兩種方法,。第一種方法包括一個雙電阻分壓器和一個輸出緩沖;第二種方法包括一個具有很大衰減的反相器,。這兩種方法都會引起測量誤差,,因為只有一只電阻器消耗功率而發(fā)熱。這種電阻的自熱和相關(guān)的變化會導(dǎo)致很大的線性誤差,。這些方法的另一個問題與放大器有關(guān)。放大器和電阻器的失調(diào)電流,、失調(diào)電壓,、共模抑制比(CMRR)、增益誤差和漂移可能會顯著降低總體系統(tǒng)性能,。
圖2所示的電路可以測量超過400 V的峰峰值電壓(Vp-p),,其線性誤差小于5 ppm。該電路將輸入信號衰減到1/20然后通過緩沖輸出,。由于該放大器和兩只衰減電阻器被封裝在一起,,所以衰減器中的兩只電阻器串具有相同的溫度。放大器電路級采用超β晶體管,,因此失調(diào)電流和偏置電流誤差都很小,,另外,因為沒有噪聲增益(例如,,在低頻時有100%的反饋),,所以失調(diào)電壓及其漂移幾乎不會增加誤差。
AD629不能穩(wěn)定在100%的反饋,,所以30 pF電容器給反饋增益增加了一個極點和一個零點,,從而穩(wěn)定了電路并且增大了系統(tǒng)帶寬。極點頻率為
fp = 1/ ( 2π (380k+20k) 30pF) = 13 kHz.
零點頻率為
fz = 1/ ( 2π (20k) 30pF) = 265 kHz.
圖3是一幅性能波形圖,示出了400 V峰峰值輸入電壓(上圖)和20 V峰峰值輸出電壓(下圖),。
圖4也是一幅性能波形圖,,示出了輸出信號與輸入信號之間的關(guān)系,其中輸入信號每刻度表示50 V,,輸出信號每刻度為5 V,。
圖5示出了輸出非線性誤差與輸入信號的關(guān)系曲線。
高電壓 " src="http://files.chinaaet.com/images/20100812/2592265e-953b-4732-a862-57e22068025b.jpg" />
圖1:如何測量高電壓
圖2:新的高電壓測量系統(tǒng)
圖3:性能波形圖:上,,輸入電壓(400 Vp-p),下,,輸入電壓(20 Vp-p),。
圖4:高電壓測量系統(tǒng)的輸出與輸入關(guān)系曲線。
圖5:高電壓測量系統(tǒng)的非線性誤差:
Y軸:輸出非線性誤差,,每刻度10ppm,。
X軸:輸入電壓,每刻度50 V,。