Главная страница  Номинальное электрическое сопротивление 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

не хуже 65 дБ. Для питания вольтметра необходим блок питания, обеспечивающий напряжения +15 В (ток 25 мА), - 15 В (ток 3 мА) и + 5 В (ток 500 мА).

В аналого-цифровом преобразователе вольтметра использован метод двойного интегрирования. Структурная схема прибора приведена на рис. 1, а форма сигнала в некоторых наиболее важных его точках - на рис. 2. Интегрирующий конденсатор С подключается и переключается переключателем S либо к источнику образцового тока 2, либо к преобразователю входное напряжение - ток 1. Состояние переключателя S определяется триггером 4. Когда на выходе триггера 4 устанавливается логический О, то интегрирующий конденсатор С разряжается от напряжения начального уровня KpQp со скоростью, которая пропорциональна величине тока на выходе преобразователя 1 (т. е. значшию входного напряжения Кд.). Эта фаза работы прибора продолжается до тех пор, пока счетчик б не заполнится импульсами, поступзюшдми с генератора 7. После заполнения счетчика - в момент перехода от состояния 1999 к состоянию 0000 - триггер 4 изменит свое состояние на противоположное и на его выходе появится логическая 1. При этом конденсатор С подключится к источнику образцового тока 2 и начнется зарядка конденсатора до уровня Кдр (направления образцового тока и тока, поступающего с преобразователя, взаимнопротивоположны). Как только процесс заряда конденсатора закончится, на выходе компаратора 3 появится короткий импульс управления, что приведет к переписи текущего состояния счетчика б в память 8 (напомним, что к началу этой фазы счетчик был в состоянии 0000). Затем следуют установка счетчика б снова в состояние 0000 и переключшие триггера 4 в состояние, при котором на его выходе будет логический 0. На этом данный цикл измерения заканчивается и начинается следующий. Содержимое памяти дещифрируется дешифратором 9 и отображается на дисплее 10. Узея 5 обеспечивает гашение дисплея, если входное напряжение имеет отрицательную полярность. Если же входное напряжение Положительно, но превышает 1,999 В, то экран дисплея будет мигать с периодом, равным периоду одного полного цикла измерения.

Принципиальная схема вольтметра приведена на рис. 3. Преобразователь напряжение - ток собран на операционном усилителе А1 и транзисторе VI. Диодный мост V6-V9 и транзистор V3 выполняют функции переключателя, а транзистор V2 и днод VIО - источника образцового тока. Интегрирующий конденсатор - С1. Компаратор вьшолнен на операционном усилителе А2. Образцовое напряжение на него поступает со стабилитрона V12.

Измеряемое напряжение подается на неинвертирующий вход операционного усилителя А1, что обеспечивает высокое входное сопротивление вольтметра. Однако при подключении к вольтметру различных цепей и узлов не следует забывать о конечном входном токе неинвертирующего входа операционного усилителя и (в некоторых случаях) о необходимости его компенсации. Ток эмиттера транзистора VI пропорционален входному напряжжию, причем коэффициент пропорциональности задается резистором R1. Поскольку выходным для этого узла является ток коллектора транзистора VI, то важно, чтобы он имел высокий статический коэффициент передачи тока. В общем случае желательно также, чтобы этот коэффициент слабо зависел от тока коллектора во всем диапазоне рабочих токов. Идеальным бьшо бы применить здесь полевой транзистор, однако практика показывает, что и для биполярного транзистора отклонения от линейного закона преобразования не превышают ±0,1%.

Переключающий диодный мост управляется транзистором V3. В первой фазе измерительного цикла транзистор V3 открыт и конденсатор С1 разряжается через транзистор VI и резистор R1. Ток разряда, как уже отмечалось, пропорцио-




Узе/1 отображения

В7-ЛЗ miC ЛЮ-ЛП MH7i-7tf, ВП МН70, Л13 MH7W0, А1 МАА74Г, AZ MAATi-B, VI КС509, VZ BC179, V3-VS КСЩ V6-V9 KAZOS, VW KZIthO, VIZ KZItl, VII, V13, V1l KAZer

Л13 1

KtZ 2,7к

+ 3B

m 330

CS 0,1 M к

RIS 390

X. JL

гомк

V12 $ RB

-rSOMK Z

Rll 3,9k

Rf 2.7k


-15B

Рис. 3



нален входяйму напряжению. Диод V8 открыт током, поступающим от источника образцового тока на транзисторе V2, а диод V9 закрыт, поскольку в этой фазе измерений напряжение на его аноде будет + 0,7 В (падение напряжения на диоде V8), а напряжение на катоде определяется напряжением на интегрирующем конденсаторе С1. Последнее никогда не бьшает меньше + 3 В. Диод V7 также закрыт.

Во второй фазе измерительного цикла транзистор V3 закрыт. Состояние диодов моста изменяется на противоположное (закрытые диоды открьшаются, открытые закрьшаются). Ток коллектора транзистора VI теперь проходит по цепи V7-R3. Напряжение на коллекторе этого транзистора будет +8 ... 14 В (в зависимости от значения входного напряжения). Поскольку напряжение на конденсаторе С1 не бьшает больше + 5 В, то диод V6 закрыт. Конденсатор С1 заряжается от источника образцового тока через диод V9. Поскольку напряжение на коллекторе V2 не превышает +5,7 В, то диод V8 в этой фазе измерительного цикла надежно закрыт. Таким образом диодный мост обеспечивает не только подключение интегрирующего конденсатора С1 либо к источнику образцового тока, либо к преобразователю входное напряжение - ток, но и необходимую для этих узлов нагрузку, когда они отключаются от интегрирующего конденсатора. Это исключает переходные процессы в пределах измерительного цикла и повышает тем самым точность, надежность и скорость измерений.

Источник образцового тока на транзисторе V2 особенностей ие имеет. Для облегчения температурного режима (и повышения тем самым температурной стабильности прибора) ток через стабилитрон VIО выбран небольшим - около 4 мА. Таким же выбран ток и через стабилитрон V12, который является источником образцового напряжения для компаратора.

Операционный усилитель А2 выполняет функции компаратора и не имеет внешней частотной коррекции. Это дает возможность получить максимальную (для данного операционного усилителя) скорость изменения напряжения на его выходе. Диод VII ускоряет выход устройства на рабочий режим при первоначальном его включении. Дело в том, что из-за переходных процессов при включении интегрирующий конденсатор может в принципе зарядиться до напряжения большего, чем образцовое. При этом компаратор перейдет в устойчивое состояние, исключающее подключение к этому конденсатору источника образцового тока, что является необходимым условием для работы аналоговой части вольтметра. Без диода VI1 процесс разряда конденсатора С1 в этом случае может быть слишком долгим.

Ограничитель на диодах V13 и V14 формирует на выходе компаратора импульсы с уровнями, необходимыми для нормалЫ1ой работы цифровой части прибора, которая выполнена на элементах ТТЛ. Эти импульсы поступают на элемент D13.4, через который осуществляется управление диодным мостом. Продифференцированные цепью C2R9 выходные импульсы через инверторы D12.4 и D12.5 (включены параллельно для обеспечения необходимой нагрузочной способности) управляют памятью - обеспечивают запись в нее текущего состояния счетчика. Установка счетчика в состояние 0000 обеспечивается в начале цикла измерений через дифференцирующую цепь C3R10 и элементы D12.6 и D12.3. Кроме того, из аналоговой части прибора в цифровую (с выхода операционного усилителя Л7) через транзистор К4 и элемент£>i4.5 подается напряжение, обеспечивающее гашение дисплея, если на вход вольтметра будет подано отрицательное напряжение. Из цифровой части прибора в аналоговую поступают лишь импульсы, управляющие работой переключающего диодного моста (через элемент D13.4 и транзистор V3). Импульсы с выхода элемента D12.6 используются также для установки в исходное состояние триггеров D11.2 и D10.2.

Данная комбинация дифференцирующих цепей и элементов в сочетании с кон-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

© 2000 - 2022 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.