基于深海液压泵的差动放大器的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期(总第158期)机械工程与自动化No．12010年2月MECHANICALENGINEERING&AUTOMAT10NFeb．文章编号：1672～6413(2010)01—0136—03基于深海液压泵的差动放大器的研究余红娟，曹学鹏，邓斌，秦剑(西南交通大学机械X-程学院，四川成都610031)摘要：针对深海环境下电液比例控制的特点，将2路压力传感器的检测压力输入同相并联差动放大器，利用其高共模抑制比和高输入阻抗的优点，设计了一个比较放大器，能很好地满足系统的要求。关键词：电液比例控制；同相并联差动放大器；共模抑制比中图分类号{T

2、N722．57文献标识码：A1问题的提出及技术要求行控制时是利用相对工作压力信号，即不含海水环境深海研究的主要难点之一是解决海水压力的问压力产生的信号。由于全封闭变压工作环境下的压力题。在本项目中，采用动态压力补偿，即在油箱外面传感器成本较低，故本项目中通过置于变压舱中的2加一个可变体积的充油皮囊。当海水深度发生变化时，个压力传感器分别检测泵的出口压力和海水压力，如皮囊连续受压，使海水环境高压传至油箱，进而使油图1所示。通过比较放大电路将2路压力信号进行线箱内部的压力与外部海水压力相等，但这样做导致液性运算转换成1路压力信号输入比例放大器，进而适压系统工作时附加了周围海水

3、施加的环境压力。本项应比例放大器输入接口和控制特性要求。目中的闭环电液比例变量泵用比例放大器对液压源进接泵出口通海水环境图1压力检测示意图2比较放大器电路功能和工作原理波器滤波送人比例放大器。电源模块主要是为比较电本文设计的比较放大器由匹配放大器、减法器、滤路提供所需要的电源，同时也为压力传感器提供工作波器和电源组成，见图2。电压。压力传感器的工作电压为+5V。为了得到稳定共有2路压力传感器，l路检测系统工作压力P，的工作电压，采用W78和W79系列集成稳压芯片。1路检测海水压力P。。将这2路传感器的检测信号通2．1匹配放大器过匹配放大器送人减法器进行线性匹配，最后通过滤

4、从检测元件输出的信号不能直接作为反馈信号，*国家863计划资助项目(2006AA09z226)收稿13期：2009—06—07；修回日期：2009—09～25作者简介：余红娟(1983一)，女，浙江杭州人，在读硕士研究生。学兔兔www.xuetutu.com2010年第1期余红娟，等：基于深海液压泵的差动放大器的研究·137·需要匹配放大器做进一步的处理使反馈信号与给定信3差动放大器电路的分析计算号在符合实际条件下进行比较，同时还起到缓冲作用，放大器u。、U构成同相并联差动放大器，其输出增大系统的转换精度。所谓给定条件即零的给定对应电压U为：零的输出，最大的给定值对应最大

5、的输出值。匹配放一(1+)(一U)。⋯⋯⋯⋯⋯(1)大器实质上就是同相和反相放大电路，本设计采用反并联差动放大器的差模增益为：相放大器，匹配放大器原理见图3。运算放大器U1及其外围器件组成匹配放大器，给定条件的调定由R、Kf261+。⋯⋯⋯⋯⋯．．(2)R实现。电阻R为调零电阻，即当输入信号为零时，为了能更好地抑制共模信号和失调等信号，采用调整R使输出也为零；电阻R为调幅电阻，即当给参数对称的外电路，即取R。一尺。。=R-=R，，此时差定最大输入值时，调整R使输出为最大值。模增益为：厂面一一一一一一一一]K，26—1+。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)该同相并联差动放大器的优

6、点是：输入电阻高，改变R。的大小就可以调节增益，对外电路不需要匹配电阻，可获得较高的共模抑制比。但是它也存在缺点：为浮动输出，对某些使用不方便，输出两端对地有较大的共模信号。为了解决此问题，本设计在同相图2比较放大器原理框图并联差动放大器后面串接一个基本的差动放大器。根据迭加原理，输入信号和。分解组合为输入差模(，和共模信号，设它们的电路总输出。所产生的分量为。和【厂，那么：Uoa一(1+)R11-=K／z6K⋯⋯(4)即总差模增益为：Ki=K，26，8⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)其中：K，8为运算放大器U8的差模增益。因为运算放大器U2和U6把共模输人信号(，r1：

7、lttg传到其输出端，也就是对U8来说具有共模输人电压，则总共模增益K，c为：K一K，c8=。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯··(6)其中：Km为运算放大器U8的共模增益。图3匹配放大器原理图电路的总共模抑制比为：2．2减法器减法器实际上是由运算放大器构成的差动运算放‰===懈⋯⋯⋯大器，它把匹配放大器的输出信号按一定比例求差。差其中：R为运算放大器U8的共模抑制比。动放大器实现放大差模信号，抑制共模信号，需要有该电路为单端输出，并将浮动输出对地的共模高的输入阻抗和高的共模抑制比。影响基本差动放大信号抑制掉，它的总差模增益比基本差动放