Двухтактного оконечного

Измеряемые значения (t/_, U _, R, /_, /^) с помощью делителя напряжения / (при UВ1 > 2 В) и соответствующих преобразователей (2, 3, 4) трансформируются в нормированное постоянное аналоговое напряжение, передаваемое в аналого-цифровой преобразователь (5), осуществляющий основную функцию преобразования нормированного аналогового напряжения в цифровой код. При этом преобразование нормированного напряжения во временной интервал осуществляется методом двухтактного интегрирования, сущность которого состоит в том, что в течение фиксированного интервала времени tt, значение которого зависит от времени генерации в приборе 1000 стандартных импульсов, происходит интегрирование (первый такт интегрирования) входного напряжения, заключающееся в разряде интегрирующей емкости, предварительно заряженной до определенного напряжения током,

Цифровые вольтметры (ЦВ) постоянного тока составляют наиболее распространенную группу ЦИП. Они позволяют измерять напряжение в диапазоне от 1 мкВ до 1000 В с погрешностью 0,01—0,1% при быстродействии от 2 до 5000 измерений в секунду и входном сопротивлении 109—107 Ом. Аналого-цифровые преобразователи ЦВ строятся на основе различных методов преобразования, однако чаще всего применяются методы уравновешивающего преобразования и методы интегрирования. Аналого-цифровые преобразователи уравновешивающего преобразования обладают высоким быстродействием (до 100000 преобразований в секунду), высокой точностью преобразования, но имеют низкую помехоустойчивость. Аналого-цифровые преобразователи двухтактного интегрирования при сравнительно невысоком быстродействии (4—25 преобразований в секунду) обладают высокой точностью и высокой помехоустойчивостью.

9.3. Структурная схема цифрового вольтметра, реализующего метод двухтактного интегрирования.

Структурная схема ЦВ, реализующего метод двухтактного интегрирования, показана на 9.3.

9.5. Схема квантования второго интервала ЦВ двухтактного интегрирования.

Борьба с помехами нормального вида промышленной частоты 50 Гц в ЦВ уравновешивающего преобразования ведется с помощью фильтров во входной цепи. В качестве фильтров применяются двойные Т-образные мосты. Однако при этом существенно снижается быстродействие ЦВ. В ЦВ на основе двухтактного интегрирования эффективное подавление помехи нормального вида достигается путем выбора длительности первого такта интегрирования равным или кратным целому числу перио-

Цифровой вольтметр переменного тока типа Ф219 ( 9.11) предназначен для измерения средневыпрям-ленных значений переменных напряжений. Измеряемое напряжение поступает на входное устройство, выпрямляется и подается на АЦП двухтактного интегрирования. Исполнение ЦВ щитовое, пределы измерения 0,2; 0,5; 2; 5; 20 или 50 В при классе точности 0,4/0,25 и 500 или 1000 В при классе точности 1,0/0,5. Время преобразования 120 мс.

АЦП двойного интегрирования. Пр «шип работы АЦП двухтактного интегрирования, основанного на промежуточном преобразовании напряжение — интервал Бремени ( 4,7), сводится ;i к следующему. В первом такте, длительность Та которого определяется эталонным формирователем интервала ФИ времени интегрирования, через

Отметим, что на основе двухтактного интегрирования выпускается около 25 % всех цифровых вольтметров и комбинированных приборов.

Отметим, что на основе двухтактного интегрирования выпускается около 25 % всех цифровых вольтметров и комбинированных приборов.

3.1.7. АЦП двухтактного интегрирования.................... 95

Если плечи двухтактной бестрансформаторной схемы одинаковые, то при анализе достаточно рассмотреть одно из плеч двухтактного оконечного каскада, так как параметры второго плеча идентичны. Этот подход значительно упрощает анализ симметричных схем, поскольку число элементов схемы сокращается вдвое.

5.12. Схемы плеч двухтактного оконечного каскада на трех транзисторах:

В качестве примера приведем схему двухтактного оконечного каскада на составных транзисторах, выполненных на трех биполярных транзисторах ( 5.13). Выходные транзисторы двухтактного каскада VT7 и VT8 п-р-п типа работают на нагрузку RK. Входные и промежуточные транзисторы представляют собой комплементарные пары с близкими по значениям параметрами. Напряжение смещения на базах входных транзисторов VT3 и VT4 обеспечивается с помощью цепи, состоящей из транзисторов VT9 и резисторов Rt и R2. Напряжение на вход каскада может подаваться на базу транзистора VTI, а смещение на базу транзистора VT2 и наоборот, что связано с уровнем постоянного потенциала предыдущего каскада, если связь между каскадами непосредственная. Это третий вариант предоконечного каскада при однофазном управлении

Если оконечные каскады выполнены на составных транзисторах, то их сквозные ДХ строятся в два приема. Вначале определяется токовая сквозная ДХ выходного транзистора, нагруженного на Rn, при этом учитывается, что напряжение на транзисторе равно Еп. Так как ток базы выходного транзистора равен току эмиттера входного транзистора, можно считать, что входной транзистор нагружен на входное сопротивление выходного транзистора. На график семейства статических ВАХ входного транзистора наносится нагрузочная характеристика, соответствующая входному сопротивлению выходного транзистора. В результате получается сквозная ДХ одного плеча двухтактного оконечного каскада.

Если известен ток коллектора выходного транзистора, то пользуясь последовательно графическими зависимостями i^ =fi(ig), 1'Б=/2(иБЭ) и иБЭ-^вх('Б, находят напряжения на нагрузке и напряжения база — эмиттер транзисторов, входящих в составную схему. Следовательно, для любого значения тока коллектора выходного транзистора t'K можно найти входное напряжение, т. е. построить сквозную ДХ плеча двухтактного оконечного каскада. По сквозной ДХ определяется коэффициент гармоник оконечного каскада. В двухтактных оконечных каскадах с одним источником питания напряжение на транзисторе составляет не Ел, как это было для двухтактных схем с двумя источниками питания, а только 0,5 Е„.

Поскольку в обоих плечах двухтактного оконечного каскада используются п-р-п транзисторы, то для их уп-

В некоторый момент времени, когда первый транзистор двухтактного оконечного каскада усилителя класса D открыт, второй транзистор двухтактного каскада должен находиться в закрытом состоянии — таков принцип работы этого каскада. Через открытый транзистор двухтактного каскада, нагрузку и катушку индуктивности LC-фильтра течет электрический ток. Диод VD1, защищающий от электрической перегрузки первый транзистор VT1, не оказывает практически никакого влияния на работу этого транзистора, так как транзистор находится в режиме насыщения и падение напряжений на его р-п переходах минимальное, а р-п переход диода VD1 смещен в обратном направлении и, имея значительное внутреннее сопротивление, практически не пропускает ток.

Прямоугольные импульсы усиливаются усилителями импульсов и подаются на входы мощных транзисторов двухтактного оконечного каскада, которые работают в ключевом режиме. В ФНЧ каскада из прямоугольных импульсов выделяются средние значения напряжения обеих полуволн и суммируются в нагрузке, т. е. происходит восстановление формы усиливаемого сигнала.

транзисторы изготовляются по КМОП-технологии, т. е. один транзистор с п-, а другой — с р-каналом. Двухтактные эмиттерные повторители в ОУ выполняются на комплементарной паре транзисторов, один из которых обычный п-р-п транзистор с вертикальной инжекцией носителей, а другой — транзистор р-п-р тина, реализованный на подложке. Иногда в одном плече двухтактного эмит-терного повторителя применяется составной транзистор, который состоит из входного р-п-р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей и выходного п-р-п транзистора с вертикальной инжекцией носителей. Составной транзистор является транзистором р-п-р типа, и его можно сформировать в кристалле без дополнительных технологических операций. Для питания транзисторов двухтактного оконечного каскада необходимо иметь либо два источника питания, либо один источник питания и два конденсатора очень большой емкости, либо один источник и выходной трансформатор (см. гл. 5). Поскольку ни трансформатор, ни конденсаторы большой емкости по микроэлектронной технологии получить невозможно, то для питания транзисторов двухтактного оконечного каскада ОУ используют почти всегда два источника питания.

точники El, J3, J4 и элемент GI — цепь смещения Д1<. Источник тока J5 задает режимный ток ДК. Резистор R7 формирует выходное сопротивление оконечного каскада ОУ (эмиттерного повторителя). Резистор R6 совместно с источником J10 служит для ограничения выходного тока. Источники /5, J9 описывают передаточную характеристику двухтактного оконечного каскада. Источники Jll, J12 ограничивают выходное напряжение ОУ. Коэффициент передачи напряжения через цепочку 15, /?3, С2 задается равным единице. Элементы Rz, C2 моделируют второй полюс частотной характеристики ОУ. Многие элементы данной макромодели ОУ определяются на основе справочных данных.

Формулами (9.88) и (9.89) пользуются при расчёте допустимой пульсации выпрямителя для усилителя, имеющего однотакт-ный оконечный каскад с трёхэлектродной лампой или транзистором. Если же усилитель имеет однотактный трансформаторный оконечный каскад с экранированной лампой, Е пм определяют как по ф-ле (9.88), так и по ф-ле (9.91) или (9.92) и останавливаются на меньшем значении. При двухтактном оконечном каскаде в режиме А найденное значение Е пм увеличивают в 3— 5 раз, учитывая компенсацию фона в каскаде. Для двухтактного оконечного каскада, работающего в режиме В, берут найденное 426