Jim Williams Linear Technology AN112 "Последние достижения в области измерения напряжения составных батарей" (перевод)

Приложение B

Плавающий регулируемый симулятор батареи

Плавающий регулируемый симулятор элемента питания может облегчить разработку измерительного устройства. Его наличие позволяет проверять точность измерения в широком диапазоне входных напряжений. Плавающий симулятор заменяет элемент в батарейной сборке, выдавая на выход нужное напряжение. На схеме B1 показан повторитель с батарейным питанием (A1) и буферным выходным каскадом (A2). Опорный источник LT1021 и потенциометрический делитель позволяют устанавливать выходное напряжение с точностью 1mV. Составной усилитель разгружает делитель и с помощью выходного конденсатора ёмкостью 680µF имитирует батарею. Диоды исключают обратное смещение выходного конденсатора при включении питания. Компенсирующая цепочка 1µF-150kΩ обеспечивает стабильность петли обратной связи.

Рисунок B1. Симулятор батареи имеет плавающий выход устанавливаемый в пределах единиц милливольт. A1 разгружает делитель типа Kelvin-Varley; A2 буферирует ёмкостную нагрузку

Рисунок B2 демонстрирует отклик цепи обратной связи на входное воздействие. Большая ёмкостная нагрузка буфера A2 не приводит к выбросам или искажениям при переходных процессах.

Рисунок B2. Компенсационная цепь 150kΩ-1µF обеспечивает чистый отклик при ёмкостной нагрузке 680µF

На рисунке B3 показан отклик симулятора батареи (луч B) на измеряющий импульс (луч A). Петля обратной связи вкупе с выходным конденсатором ограничивают изменение выходного напряжения величиной 30µV. Эта ошибка настолько мала, что для её наблюдения необходимы методы усреднения шума и предусилитель для осциллографа.

Рисунок B3. Реакция выхода симулятора батареи (луч B) на считывающий импульс (луч A). Цепь обратной связи и выходной конденсатор 680µF удерживают выход в пределах 30µV. Для наблюдения отклика необходимо усредненять шум и иметь чувствительность осциллографа 50µV/деление