電壓范圍為正負(fù)10V、具有12位分辨率的自動(dòng)調(diào)零電路及工作原理分析

電路的功能

來自傳感器的信號(hào)與直流成分疊加時(shí)，如增大放大倍數(shù)，放大器飽和反而會(huì)造成放大倍數(shù)下降。許多情況下，得到了信號(hào)往往小于直流成分，這時(shí)若采用象本節(jié)列舉的自動(dòng)調(diào)零電路則很方便，它能以12位的分辨率在負(fù)正10V電壓范圍內(nèi)進(jìn)行零位調(diào)節(jié)。

電路工作原理

OP放大器A1是差動(dòng)放大電路。D-A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電壓輸出與輸入信號(hào)中的直流偏移相同。經(jīng)減法運(yùn)算后輸出為零。A2是放大倍數(shù)為10倍的放大器。因?yàn)锳1輸出的最小可分辨電壓為4.88MV，如果把這個(gè)信號(hào)立即輸入零交比較器，容易造成不穩(wěn)定，所以比較器加50MA滯后電壓。進(jìn)行5MV的等效比較。

比較器的輸出：采用遞增、遞減計(jì)數(shù)器，通過選擇弟或遞減計(jì)數(shù)確定自動(dòng)調(diào)零的方向。

輸入大于4096KHZ的時(shí)鐘脈沖，即可開始自動(dòng)調(diào)零，并在適當(dāng)時(shí)間停止。假設(shè)電壓從-10V~+10V變化的時(shí)間為T，脈沖頻率則為4096/T，如果T=1秒，輸入4096KHZ的時(shí)鐘達(dá)1秒鐘時(shí)，輸出電壓肯定成為零。時(shí)鐘信號(hào)沒有穩(wěn)定度要求，采用由NE555構(gòu)成的時(shí)鐘振蕩器即可。

12位記數(shù)器在電源接通時(shí)裝入800H，此時(shí)把D-A轉(zhuǎn)換器設(shè)定為零伏輸出，沒有直流偏移，處于待機(jī)狀態(tài)，選用的D-A轉(zhuǎn)換器不同，并予先在計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)預(yù)置端輸入選擇數(shù)據(jù)。

記數(shù)器及與非門IC的電源接帶★標(biāo)記的VDD上，從防止電源瞬間斷電，計(jì)數(shù)被清除，便好的辦法是用電池作備份。

元件的選擇

用本電路調(diào)零后，須進(jìn)行高增益放大時(shí)，應(yīng)注意IC的選擇，要選用低漂移的OP放大器，輸入信號(hào)中如含有噪聲，調(diào)零精度會(huì)下降，可在輸入端增加低通濾波器，或增加帶★標(biāo)記的C1，F(xiàn)C值取FC=1/2πC1*100*10的3次方。

電阻R1~R4應(yīng)選用溫度系數(shù)小的電阻，否則零點(diǎn)就會(huì)受周圍溫度的影響而發(fā)生偏離。

調(diào)整