Эталонного источника

ряемое напряжение превышает ?/эт, и минимального (логический «О»), когда оно меньше. Простейший компаратор, обнаруживающий момент перехода напряжения через нуль ( 3.25, б), называют иногда нуль-органом. Поскольку переходная характеристика ОУ ?/вых(?/вх) имеет конечную протяженность, выходное напряжение в момент примерного равенства напряжений на двух входах ОУ будет изменяться плавно, однако тем быстрее, чем выше коэффициент усиления ОУ. Таким образом, точность, достигаемая при сравнении напряжений описанным выше способом, определяется величиной коэффициента усиления ОУ и точностью, с которой определено эталонное напряжение.

С датчика (делителя) напряжения ДН и датчика тока ДГ маломощные сигналы, пропорциональные иСа и /Сн, подаются на перемножающее устройство /7У (микросхему), с которого сигнал, пропорциональный мСн /Сн, подается на устройство сравнения УС (сумматор). На второй вход УС подается эталонное напряжение w0 = K0P0 = const, пропорциональное заданному постоянному уровню мощности Р0. Через усилитель У питается обмотка возбуждения ОВ, ток которой регулируется в функции разности между Р0 = const и реальным значением мСн/Си. Схема может работать и в режиме стабилизации тока /Сн = const для оптимизации КПД. При этом ДН и ЯУ не используются, а сигнал с датчика тока ДТ поступает на УС, на второй вход которого подается эталонное напряжение м0 = ЛГт/3, где /3 — заданное постоянное значение зарядного тока. Регулирование тока возбуждения генератора происходит в функции разности /3 —/с„(0-

Если эталонное напряжение подано на вход Зс (или 5а), а контролируемое напряжение — на вход 4е (или 5а), то при контролируемом наряжении ?/контр < ?/„ откроется транзистор Г, (или Т4) и включит цепь положительной обратной связи. Блокинг-генератор будет генерировать импульсы ( 11.2, б) до тех пор, пока модуль контролируемого напряжения не станет больше эталонного напряжения. Если эталонное напряжение подать на вход 4в (или 5а), а контролируемое напряжение — на вход Зс (или 5е), то блокинг-генератор начнет работать при «контр > t/эт, ( 11.2, в), так как при «контр < U3T от-

В общем случае в состав АЦП входят следующие основные функциональные узлы: изменяемое по значению эталонное напряжение (или набор различных по значению эталонных напряжений), устройство сравнения напряжения сигнала с эталонными напряжениями и устройство кодирования, представляющее результат сравнения в заданном цифровом коде.

если напряжение сигнала оказывается несколько больше, чем подаваемое на него эталонное напряжение. Если, например, напряжение сигнала 5 At/ < Ux < 6А/7, то одновременно срабатывают компараторы; At/; 2At/; ...5At/ и на их выходах появляются напряжения, отображающие логическую I, которые затем поступают в устройство кодирования и на выходе АЦП появляется цифровой код заданного формата.

Наименьшее число элементов обычно содержат АЦП последовательного сравнения, принцип действия которых иллюстрируется 123, в. В исходном состоянии на вход компаратора подается сигнал Ux, снимаемый с выхода устройства выборки-хранения, а на эталонном входе Еат напряжение равно нулю, поэтому напряжение на выходе компаратора соответствует логической 1. Это напряжение подается на первый вход элемента И. На второй вход элемента подается импульсное положительное напряжение с выхода генератора импульсов. Если на третий вход элемента И подано напряжение 1 (команда «Пуск АЦП»), то элемент И откроется и импульсы с генератора будут беспрепятственно подаваться на вход двоичного счетчика, установленного заранее в нулевое положение. Первый поступивший импульс вызовет переключение первого триггера счетчика, что повлечет за собой срабатывание коммутатора и подключение эталонного напряжения ?эт= А(7 к коммутатору. Если входной сигнал Uх < ^U, то компаратор сработает, на его выходе появится О, элемент И закроется, в счетчик импульсы поступать больше не будут. Если Ux > At/, то срабатывания компаратора не произойдет, на вход счетчика поступит второй импульс, счетчик переключится, сработает коммутатор и ко входу компаратора подключится эталонное напряжение 2Д?/. Так будет продолжаться до тех пор, пока эталонное напряжение не станет больше входного напряжения (п — 1) Л?/ < Ux < пЛ?/, что произойдет при некотором я-импульсе. Это приведет к переключению компаратора и отключению генератора импульсов от счетчика. Показания счетчика при этом будут соответствовать некоторому числу п = — aN-i2N~l + ••• ~Ь °о2° в W-разрядном двоичном коде. Абсолютное значение преобразованного (и измеренного при этом) напряжения сигнала Ux ^ «А[/.

Функциональная схема АЦП поразрядного уравновешивания приведена на 124, в. По команде «Пуск» логическое устройство подает первый импульс от генератора импульсов в сдвигающий регистр (состоящий из Af-триггеров), первый триггер которого переключается и подает импульс в запоминающий регистр, вызывая переключение триггера старшего разряда и появление на выходе 2N~l напряжения логической 1. Этот же сигнал подается на вход старшего разряда ЦАП, и на его выходе появляется эталонное напряжение, равное 0,5Egv. Это напряжение сравнивается с напряжением сигнала Ux, и, если Ux > 0,5.Е8Т, то логическое устройство подает следующий, второй импульс на вход сдвигающего регистра. При этом в старшем разряде запоминающего регистра остается записанной 1 и 1 записывается в следующий разряд, в результате чего срабатывает соответствующий ключ в ЦАП и на его выходе к уже имеющемуся напряжению 0,5?эт добавляется напряжение 0,25 Евт и таким образом на выходе ЦАП действует [/ЦАП = 0,75 ?эт.

ного усилителя А и цепи RC, подключается к источнику входного сигнала Ux и начинается зарядка интегрирующего конденсатора С. Зарядка длится строго заданное время ta ( 125, б), что обеспечивается работой счетчика, подключаемого по команде «Пуск» к генератору импульсов заданной частоты. Как только счетчик отсчитает заданное число импульсов п (следовательно, пройдет заданное время ta = пГИМП) где 7\jMn — • период следования импульсов), произойдут переполнение счетчика и установка его в нулевое состояние и одновременно с этим переключение входа интегратора с источника сигнала Их на эталонное напряжение ?эт, имеющее противоположную полярность. Интегрирующий конденсатор начнет разряжаться, и, как только напряжение на выходе интегратора достигнет нуля, в момент времени t0 сработает компаратор и логическое устройство отключит генератор импульсов от счетчика. При этом показания счетчика будут соответствовать числу импульсов, отображаемому в двоичном параллельном коде. Поскольку интегратор работает в строго линейном режиме, то за время ta конденсатор зарядится до напряжения

Высокую степень стабильности напряжения питания можно получить только при использовании активных схем стабилизации. На 137, б приведена принципиальная схема стабилизатора напряжения, выполненного на основе операционного усилителя А. Операционный усилитель работает в режиме повторителя, охваченного 100 %-ной отрицательной обратной связью и повторяющего на. сопротивлении нагрузки Кя с высокой степенью точности эталонное напряжение ?ат. Принцип работы стабилизатора сводится к следующему. Напряжение на выходе f/CTa6 сравнивается (в операционном усилителе, включенном по дифференциальной схеме) с эталонным напряжением ?вт :

На электронных лампах можно осуществить стабилизаторы как параметрические, так и компенсационные. Последние могут быть с последовательным ( VIII.2, в) и параллельным ( VIII.2, г) регулирующим элементом. Преимущественное применение получили компенсационные ламповые стабилизаторы с последовательным регулирующим элементом. На VIII.12 приведена схема такого стабилизатора, где ЛР — регулирующая лампа — регулирующий (исполнительный) элемент; ЛУ — управляющая лампа — усилительный элемент; Cm — стабилитрон (источник опорного напряжения), на котором создается эталонное напряжение f/ST; мостовая схема (из резисторов Rl, R2 и стабилитрона с балластным сопротивлением R6) — измерительный элемент.

Зисторе Т — 3". Эталонное напряжение создается на стабилизаторе Cm, который питается от выпрямителя В. Измерительный элемент 2'' представляет собою промежуток база — эмиттер транзистора Г. Управляет предварительным стабилизатором напряжение UK на регулирующем транзисторе ТР — /, действующее встречно с напряжением URl ( UK > URi ). Последнее создается арифметической суммой двух напряжений: t/CT + UK. Элементы 1, 2 к 3 типичны для транзисторного стабилизатора и их назначение подробно рассматривалось выше. Работает стабилизатор следующим образом. Пусть в результате действия какого-нибудь дестабилизирующего фактора возросло С/вих- Это приведет (по цепи обратной связи оконечного стабилизатора 2— 3—1) к росту UK на ТР. База транзистора Т станет более отрицательной по отношению к эмиттеру, увеличится его коллекторный ток, являющийся также и током управления Д. Н. Рост тока управления (при его отрицательном направлении — кривая 2 на проходной характеристике на VIII.5, а) приведет к падению рабочего тока /р, уменьшению переменного напряжения на первичной стороне трансформатора и падению напряжения ?/вых.

2) интегральная анодная чувствительность — отношение анодного тока к световому потоку от эталонного источника;

Помимо стабилизации напряжения питания часто возникает задача обеспечить неизменность тока в сопротивлении нагрузки при изменениях напряжения питания и сопротивления нагрузки. Эта задача может быть решена относительно просто использованием рассмотренных выше стабилизаторов напряжения. Для этого стабилизатор напряжения необходимо включить последовательно с сопротивлением нагрузки RH ( 138, а), а на его выход подключить калиброванный резистор Rg. Сопротивление резистора R3 выбирается исходя из значения тока, который необходимо стабилизировать, и имеющегося напряжения эталонного источника EW (обычно Едт, < 2—3 В): Ra = Еэт/1.

ваются показания отсчетного устройства. Затем вместо сигнала (замещая его) на вход подают напряжение от эталонного источника и изменяют его значение таким образом, чтобы показания отсчетного устройства были бы равны первоначальным. При этом, как и в компенсационном методе, может быть достигнута очень высокая точность измерений, зависящая в конечном итоге от точности снятия отсчетов и точности определения напряжения замещения. На этом методе основана работа многих измерительных приборов, применяемых в электронике.

Частный случай дифференциального метода —> это метод отношения или нормирования, в котором одна величина есть условная единица, а другая сравнивается о ней. При этом разность значений оказывается равной отношению этих величин, выраженных в процентах. Например, если на вход микровольтметра подать напряжение ?эт от эталонного источника и, плавно изменяя коэффициент усиления масштабного усилителя, добиться полных 100 %-ных показаний отсчетного устройства, то подавая затем на вход микровольтметра напряжение сигнала Uz, получаем показания отсчетного устройства Л, связанные с первоначальными прямой пропорциональной зависимостью ?эт -»• -*• 100 %; и*-* А, откуда А = 100 % Uz/En.

Погрешности измерений могут быть систематическими и случайными (или вполне закономерно изменяющимися) при повторных измерениях одной и той же величины. Систематические погрешности могут быть инструментальными и обусловленными, например, постепенным изменением коэффициента усиления масштабного усилителя (при абсолютных измерениях), постепенным изменением напряжения эталонного источника и т. д. Помимо этого к систематическим погрешностям относят погрешности, обусловленные изменением внешних условий (температуры, влажности, давления), субъективностью восприятия показаний аналогового прибора наблюдателем и т. д. Систематические погрешности могут быть обнаружены и исключены из результатов измерений проведением регулярных поверок мер и измерительных приборов, выполнением относительных измерений, введением поправок, нормализацией внешних условий и т. д.

В схемотехнике аналоговых ИМС получили применение также двухтранзисторные и трехтранзисторные схемы источников тока. Схема 7.2, в предназначена для поддержания в коллекторной цепи транзистора Т? тока /к с точностью, близкой к точности эталонного источника 1\. Для этого в цепь базы транзистора Г2 включен согласованный с ним транзистор Т\, предназначенный для компенсации изменений напряжения между базой и эмиттером транзистора TI в полном диапазоне изменения температуры и напряжения питания.

В рассматриваемом стабилизаторе напряжения функции стабилитрона сводятся лишь к функциям эталонного источника, поддерживающего на неизменном уровне потенциал на катоде лампы Лг с тем, чтобы доля напряжения, пропорциональная изменениям выходного напряжения, возможно полнее отражалась бы на сеточном потенциале лампы Л%. Напряжение, поддерживаемое стабилитроном в данной схеме, принято называть опорным, а стабилитрон, выполняющий функции источника такого напряжения, — опорным. В связи с использованием в рассматриваемой схеме принципа сравнения выходного напряжения с входным стабилизатор называют компенсационным.

еще характеризуют доминирующей длиной волны Адом. Этот параметр является количественной мерой цветового восприятия излучения человеческим глазом. Два СИД с различными спектральными характеристиками будут иметь одинаковый цвет свечения, если они будут иметь одинаковую А,дом. Доминирующая длина волны Адом — это излучение такой длины волны, смешивание которого с излучением эталонного источника воспринимается глазом как цвет излучения СИД. Излучение эталонного источника эквивалентно дневному свету от облачного неба.

Значительно лучшие результаты могут быть получены в схеме, если в ней применить глубокую отрицательную обратную связь. Изменение э. д. с. источника в схеме 8.19, а можно рассматривать как некоторый мешающий сигнал усилителя, в то время как напряжение на нагрузке — усиленный сигнал э. д. с. эталонного источника. Действительно, для тона коллектора справедливо уравнение

Нужно иметь в виду, что всякая нестабильность эталонного источника э. д. с. окажется переданной на выход стабилизатора с коэффициентом /Ср, поэтому в качестве эталонного источника должны применяться устройства, обладающие очень высокой стабильностью. В частности, иногда используются батареи нормальных элементов. Чаще всего в качестве источников эталонной э. д. с. применяется простейший стабилизатор напряжения со стабилитроном, работающий без нагрузки (или с очень большим сопротивлением нагрузки) и питаемый выходным напряжением стабилизатора с обратной связью. Благодаря этому напряжение на выходе системы со стабилитроном (полупроводниковым или газонаполненным) оказывается дважды стабилизированным, и его можно использовать в качестве эталонного. (Учет возможной нестабильности

тура доставлялась на Луну с помощью автоматических станций «Сервейер». Проведенный анализ, основанный на измерении рассеяния альфа-частиц веществом лунного грунта, позволил произвести первые прямые измерения химического состава лунной поверхности. При этом грунт облучался кюрием-242, а эйнштейний-254 использовался в качестве эталонного источника.