Эксперимент по улучшению температурной стабильности генератора синусоидальных сигналов HJS113B

I. Цель эксперимента

Клиент использует В процессе использования генератора синусоидальных сигналов HJS113B клиент пожелал оптимизировать температурный дрейф амплитуды выходного сигнала. Наша компания организовала группу технических специалистов для воспроизведения проблемы по предложению клиента и исследования мер по ее улучшению.

II. Краткое описание состава продукта

HJS113B представляет собой генератор синусоидальных колебаний на основе мостовой схемы Винна с автоматической регулировкой усиления (АРУ). Внешний вид показан на рисунке 1. Он включает в себя два высокопроизводительных операционных усилителя, два высокоточных малотемпературных базовых резистора (10 кОм ), высокоточный источник опорного напряжения, выпрямительные элементы, переменный резистор на полевом транзисторе (JFET) и интегратор и др. Синусоидальные колебания генерируются с использованием частотно-избирательных свойств последовательно-параллельной RC-цепи и положительной обратной связи. Генератор отличается малыми искажениями формы сигнала, стабильной амплитудой выходного сигнала и удобством регулировки частоты. Изделие изготовлено по улучшенной технологии толстопленочной интегральной микросхемы, что повышает надежность работы устройства в условиях высоких температур в течение длительного времени.

III. Данные технических исследований

3.1 Воспроизведение проблемы

Были взяты 5 устройств HJS113B, пронумерованных 1#, 2#, 3#, 4#, 5#, и соединены согласно схеме, показанной на рисунке 3. В ходе экспериментального тестирования были зарегистрированы данные об амплитуде выходного сигнала устройств HJS113B при температурах от -55℃ до +150℃ (см. таблицу 1). График обработки данных показан на рисунке 4. ~ 3.2 Улучшение

3.2 Улучшение

Согласно приведенным выше записям испытаний и графику, температурный дрейф амплитуды выходного сигнала HJS113B в диапазоне температур от -55℃ до 150℃ слишком велик. Для решения этой проблемы группа наших технических специалистов, основываясь на принципах проектирования, конструкции устройства и экспериментальных данных, оптимизировала внутреннюю компенсационную цепь HJS113B. После оптимизации были проведены испытания, результаты которых приведены в таблице 2, а график обработки данных – на рисунке 5.

  Из таблицы 2 и графика на рисунке 5 видно, что усовершенствованный HJS113B имеет меньший температурный коэффициент в диапазоне температур от -55℃ до 150℃, что значительно улучшает температурный дрейф амплитуды выходного сигнала по сравнению с исходным устройством. Температурный коэффициент в соответствующем диапазоне температур приведен в таблице 3.

IV. Анализ технических данных и выводы

После оптимизации компенсационной цепи HJS113B температурный дрейф амплитуды выходного сигнала значительно улучшился и удовлетворяет требованиям пользователя. Это устройство относится к аналоговым схемам и по сравнению с цифровыми генераторами синусоидальных сигналов обладает такими преимуществами, как широкий диапазон частот, высокая помехоустойчивость, малые размеры и простая внешняя обвязка. Широко используется для возбуждения датчиков угла и гироскопов, в системах связи, промышленном автоматическом управлении, ультразвуковом обнаружении и т.д.