线性化放大器作用原理

时间:2015-11-03 07:35 来源:自动控制网

　　线性化放大器是指通过放大器的作用，使包括传感器及信号检测电路在内的整个检测系统的输出与输入之间具有良好的线性。
　　许多情况下，放大器前、后各环节都可能具有非线性特性，由于作为中间环节的放大器的特性最容易调节和控制，因而常要求其具有按给定规律变化的增益特性，以补偿或校正整个系统的线性。
　　

　　设传感器具有非线性特性ui＝f(x)，要求系统输出uo与输入x之间具有线性关系uo＝kx。若放大器开环增益为Ao，则
　　

　　Ao足够大时，上式可简化成：
　　

　　（只要反馈环节具有与传感器相同形式的非线性特性，检测系统就能获得良好的线性）
　　要精确实现任意函数关系f(x)的反馈补偿是很困难的，一般是先用一组折线来代替f(x) ，然后用分段折线反馈来实现线性化补偿。
　　

　　①当反馈网络的输入电压u_o较小时，P点电位u_P＜U_D+E₁＜U_D+E₂ (UD是稳压管V_Sl～V_S3的压降)，且输出电压u_f＜U_D+E₃，则V_Sl～V_S3均不导通，反馈网络增益较小，输出电压对应着直线段OA。
　　②当u_o1＜u_o≤u_o2时，适当选择E₁～E₃和U_D，可使U_D+E₁＜u_p＜U_D+E₂，且u_f＜U_D+E₃，则V_S1导通，V_S2、V_S3仍截止，从而增加了反馈电阻，使得反馈网络增益加大，输出电压u_f对应着直线段AB。
　　③当u_o2＜u_o≤u_o3时，U_D+E₁＜u_p＜U_D+E₂，但u_f＞U_D+E₃，则V_Sl、V_S3导通，V_S2截止，相当于在R_L上并联一个电阻R₈，使反馈网络增益减小，u_f对应着直线段BC。
　　④当u_o3＜u_o＜u_o4时，u_p＞U_D+E₂＞U_D+E_l，且u_f＞U_D+E₃，则V_S1～V_S3全部导通，使反馈电阻增加，负反馈减小，反馈网络增益增加，u_f对应直线段CD。