Високовольтний широкосмуговий вимірювальний підсилювач для діапазону частот до 30 МГц і максимальної вихідної напруги до 30 В
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2025.325869Ключові слова:
підсилювач напруги; каскадний підсилювач; еталон змінної напругиАнотація
Основною сферою застосування високовольтного широкосмугового вимірювального підсилювача (ВШВП) є підсилення вихідної напруги вимірювальних калібраторів до рівня, достатнього для метрологічної атестації найбільш поширених термоелектричних перетворювачів у їх частотному діапазоні. Характерною рисою існуючих операційних підсилювачів (ОП) є те, що чим у ширшому діапазоні частот вони працюють, тим менша їх максимальна вихідна напруга.
У статті запропоновано створювати ВШВП шляхом багатокаскадного включення низьковольтних операційних підсилювачів із віртуальним живленням і незалежним паралельним струмовим зворотним зв’язком.
Створено принципові схеми ВШВП, матричні рівняння для знаходження в аналітичному і чисельному вигляді коефіцієнта підсилення, рівняння похибок як функції елементної бази.
Виготовлено зразок підсилювача на керамічній платі з нітриду алюмінію, яка виконує функції як друкована плата і є радіатором для розсіювання тепла завдяки високій теплопровідності нітриду алюмінію.
Проведено метрологічні дослідження, які підтвердили придатність виготовленого зразка у військовому вторинному еталоні одиниці електричної напруги в діапазоні напруг від 0,1 до 1000 В змінного струму в діапазоні частот від 10 Гц до 30 МГц ВВЕТУ 08-07-01-09.
Посилання
5790A Automated AC Measurement Standard. Available at: https://www.promprylad.com.ua/pdf/fluke-5790a-1.pdf
State standard of the unit of electric voltage from 0.1 to 1000 V AC in the frequency range from 10 Hz to 1 MHz (ДЕТУ 08-07-02).
Brevik J.A., Donnelly C.A., Flowers-Jacobs N.E. et al. Radio-Frequency Waveform Synthesis with the Josephson Arbitrary Waveform Synthesizer. Proceedings of International Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM), Paris, France, 2018. doi: https://doi.org/10.1109/CPEM.2018.8501023
Rufenacht A., Flowers-Jacobs N.E., Fox A.E. et al. DC Comparison of a Programmable Josephson Voltage Standard and a Josephson Arbitrary Waveform Synthesizer. Proceedings of International Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM), Paris, France, 2018. doi: https://doi.org/10.1109/CPEM.2018.8500955
Katkov A.S., Gubler G., Shevtsov V., Petrovskaya A. et al. Pulse-driven AC Josephson voltage standard at VNIIM. Proceedings of International Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM), Denver, USA, 2020. doi: https://doi.org/10.1109/CPEM49742.2020.9191742
Tuz Yu.M., Afanasiev M.A. Shyrokosmuhovi vysokovoltni vymiriuvalni pidsyliuvachi: monohrafiia [Broadband high-voltage measuring amplifiers: monograph]. Kyiv, 2012. 101 p. (in Ukrainian).
Paul C.A. Roberts. Developments in high bandwidth power amplifier technology for compact cost effective calibrator applications. Available at: https://s3.amazonaws.com/download.flukecal.com/pub/literature/dev_in_high_bw_p_amp_tech.pdf
Tuz Yu.M., Shumkov Yu.S., Kozyr O.V. Avtomatyzatsiia analizu vymiriuvalnykh prystroiv. Kurs lektsii: navchalnyi posibnyk [Automation of measurement device analysis. Сourse of lectures: textbook]. Kyiv, 2022. 318 p. (in Ukrainian). Available at: https://ela.kpi.ua/items/3fc92b98-d57a-4718-9d86-f140c76f7d2e/full
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
