NÂNG CAO HỆ SỐ NÉN TÍN HIỆU ĐỒNG PHA CỦA KHỐI TÁCH TÍN HIỆU VI SAI TRONG CẤU TRÚC CỦA THIẾT BỊ KHUẾCH ĐẠI ĐỒNG BỘ

Bùi Đức Biên

doi:10.34238/tnu-jst.11827

NÂNG CAO HỆ SỐ NÉN TÍN HIỆU ĐỒNG PHA CỦA KHỐI TÁCH TÍN HIỆU VI SAI TRONG CẤU TRÚC CỦA THIẾT BỊ KHUẾCH ĐẠI ĐỒNG BỘ

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 07/01/25 Ngày hoàn thiện: 28/03/25 Ngày đăng: 03/04/25

Các tác giả

Bùi Đức Biên , 1) Viện Công nghệ - Tổng cục Công nghiệp quốc phòng, 2) Trường Kiểm tra không phá hủy - Đại học Bách khoa Tomsk

Tóm tắt

Trong đo lường các đại lượng điện và từ trường, thiết bị khuếch đại đồng bộ (lock-in amplifier) được sử dụng rất rộng rãi để xác định các giá trị điện áp xoay chiều rất nhỏ cỡ micro vôn trên nền nhiễu đồng pha lớn, có thể gấp hàng triệu lần. Trên thị trường hiện nay, chưa có thiết bị khuếch đại đồng bộ nào có hệ số nén tín hiệu đồng pha đạt tới ngưỡng 180 dB trong dải tần số đến 1 kHz khi so sánh các điện áp xoay chiều có biên độ tới 10√2 V. Các tham số đo lường trên của thiết bị khuếch đại đồng bộ thường được quyết định bởi khối tách tín hiệu vi sai ở đầu vào của thiết bị. Nghiên cứu này hướng tới tìm kiếm giải pháp mạch để nâng cao hệ số nén tín hiệu đồng pha, mở rộng dải điện áp so sánh của khối tách tín hiệu vi sai bằng cách cải tiến cấu trúc của khối trên cơ sở sử dụng chíp khuếch đại đo lường và thiết kế, chế tạo, nguồn nuôi chuyên dụng, gọi chung là nguồn bám. Khối tách tín hiệu vi sai sau cải tiến cho phép so sánh các điện áp xoay chiều có biên độ tới 10√2V với giá trị hệ số nén tín hiệu đồng pha đạt ngưỡng 180 dB trong dải tần số đến 1 kHz. Kết quả của nghiên cứu đã được áp dụng trong chế tạo thiết bị khuếch đại đồng bộ và đã được ứng dụng trong thực tiễn tại các cơ sở đo lường và nghiên cứu.

Từ khóa

Mạch nguồn bám; Khuếch đại đồng bộ; Khuếch đại đo lường; Khuếch đại lặp điện áp; Hệ số nén tín hiệu đồng pha

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] J. V. Dimov, Metrology, Standardization and Certification. Saint-Petersburg, Russia: Piter Publishing House, (in Russian), 2006.

[2] V. L. Kim, Methods and means for increasing the accuracy of inductive voltage dividers: Monograph. Tomsk, Russia: Publishing house TPU, (in Russian), 2009.

[3] S. V. Muravyov, "Rankings as ordinal scale measurement result," Metrology and Measurement Systems, vol. 13, no. 1, pp. 9-24, 2007.

[4] P. F. Baranov and V. N. Borikov, "The level of modern technical development of lock-in amplifier with differential input," (in Russian), Siberian Journal of Science, vol. 7, no. 1, pp. 69-74, 2013.

[5] P. Baranov, E. Tsimbalist, V. Borikov, and J. Pisarenko, "Increasing common-mode rejection ratio based on the voltage follower," in Proc. the International Conference SIBCON, Moscow, 2016, pp. 1-3.

[6] D. B. Bui, "Lock-in amplifier with signal invariance to common-mode signal," (in Russian), PhD. Thesis, Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia, 2020.

[7] M. L. Meade, "Advances in lock-in amplifier," Journal of Physics E: Scientific Instruments, vol. 15, no. 4, pp. 395-403, 2000.

[8] L. Callegaro and V. D’Elia, "Guarded vector voltmeter for AC ratio standard calibration," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 51, no. 4, pp. 632-635, 2002.

[9] P. F. Baranov and V. N. Borikov, Lock-in amplifiers for metrological support of measuring transducers: Monograph. Tomsk, Russia: Publishing house TPU, (in Russian), 2014.

[10] E. I. Tsimbalist, A. N. Merza, and M. S. Royman, "Differential AC Voltage Indicators," (in Russian), Measurement, Control, Automation, vol. 83, no. 2, pp. 11-23, 1994.

[11] Texas Instruments, "PGA207 High-Speed programmable gain instrumentation amplifier," Datasheet. [Online]. Available: https://www.ti.com. [Accessed Nov. 11, 2024].

[12] V. C. Gutnikov, Integrated electronics in the measuring devices. Leningrad, USSR: Energia Publishing House, (in Russian), 1980.

[13] P. Baranov, V. Borikov, E. Tsimbalist, and D. B. Bui, "Decrease uncertainty of measuring small differential signal against large common-mode signal," Matec Web of Conferences, vol. 102, 2017. Art. no. 01006.

[14] D. B. Bui, "Methods for increasing the common-mode rejection ratio of instrumentation amplifier," (in Vietnamese), in Proc. the 27th national conference on electronics, communications and information technology, Hanoi, 2023, pp. 200-204.

[15] P. Baranov, V. Borikov, and D. B. Bui, "Lock-in amplifier with a high common-mode rejection ratio in the range of 0.02 to 100 kHz," ACTA IMEKO, vol. 8, no. 1, pp. 103-110, 2019.

[16] P. Baranov, I. Zatonov, and D. B. Bui, "Dual phase lock-in amplifier with photovoltaic modules and quasi-invariant common-mode signal," Electronics, vol. 11, 2022, Art. no. 1512.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11827

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ