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                    第2步:考慮阻抗匹配 輸入阻抗、輸出阻抗、負載驅動能力

                    時間:2021-05-07 22:54來源:海獵人

                      第2步:考慮阻抗匹配

                      電路一經誕生,其三項特征參數(輸入阻抗、輸出阻抗、負載驅動能力)就存在了。傳感器電路也不例外。等效框圖如圖2-43所示。P為輸入物理量(不一定是電學量),經過非電量轉變到電量后,以電壓Uo的形式表現出來。在不接后面的放大電路負載的時候,在傳感器開路輸出測量結果U=Uo,因為輸出阻抗上沒有電流流過,所以兩個值相等。

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                      如果不考慮阻抗匹配問題,將理想的傳感器輸出電壓U=Uo接入放大電路,運放pin10的電壓為U=0.338U=0.338×Uo(理想值)。

                      但如果考慮阻抗匹配,如圖2-44所示,傳感器輸出阻抗上有電流I流過,產生壓降I×Ro,則U=Uo-I×Ro。
                     


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                      這種情況下的U=0.338×U=0.338Uo-I×Ro,

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                           則計算誤差:
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                      計算得出:Ro<1.547kΩ

                      即:如果傳感器輸出阻抗小于1.547kΩ,則阻抗匹配不佳導致的測量偏差是可以接受的。但如果傳感器輸出阻抗大于此數值,則必須將R39、R41的阻值調高,確保I在Ro上產生的壓降不可以使U的誤差超出3%的要求。

                      但很多時候,我們買到的傳感器或板卡的輸出阻抗指標,廠家并不提供。如果要不到的話,可以自己測試一下。測試方法如圖2-45所示。

                      先將P物理量輸入,不接負載電位器r,開路測量U=Uo,然后接上r負載電位器,輸出電流I,隨意調節r阻值,測量傳感器輸出電壓為U'(一般建議不要比開路測量出來的Uo低太多,避免傳感器驅動能力不足導致測量誤差)并記錄,此時的U+I×Ro=Uo。拆下電位器測出r值,然后通過Ro與r的分壓值以及r的值,按照公式(2.28)計算出輸出阻抗Ro。

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                    【1】 【2】 【3】

                      

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