Импульсные усилители

Второй элемент обозначения — цифра, отображающая область применения прибора. Например, в случае вольтметров, приняты следующие обозначения: В1 —установки для поверки вольтметров; В2 — вольтметры постоянного напряжения; ВЗ — вольтметры переменного напряжения; В4 — импульсные вольтметры; В6 — селективные вольтметры; В7 — универсальные вольтметры;

Импульсные вольтметры, используемые для измерения амплитуды периодической последовательности импульсов, имеют структурную схему, соответствующую вольтметру амплитудных значений (см. 8.13). Такие вольтметры позволяют измерять амплитуду импульсов, следующих со скважностью Q от 2 до 2000—5000, при длительности импульсов от 0,1 икс и выше; приведенная погрешность 2,5—10%.

В этом методе измерение напряжения осуществляется заменой его значения определенным интервалом времени, измеряемым подсчетом числа импульсов в этом интервале, т. е. квантованию подвергается время (отсюда и название метода) и выполняется преобразователем напряжение — время. Время импульсные вольтметры наиболее просты в схемной реализации.

измеряемого напряжения. Однако следует иметь в виду, что шкалу любого электронного вольтметра градуируют в среднеквадратических (действующих) значениях напряжения синусоидальной формы. Исключение составляют импульсные вольтметры, шкалу которых градуируют в амплитудных значениях.

Импульсные вольтметры. При измерении напряжения импульсной формы требуется определить высоту импульсов, т. е. значение ?/макс ( 3-34, а). Для этой цели применяют электронные вольтметры с амплитудным преобразователем с открытым входом (см. 3-19). Результат измерения содержит погрешность, возникающую в связи с неполным зарядом конденсатора в течение длительности импульса т и значительным разрядом конденсатора в интервале между импульсами Т — т. Абсолютная погрешность Аи = ^пик — ^мако относительная — б = Д [//?/„„. По* грешность тем больше, чем больше скважность.

Цифровые кодо-импульсные вольтметры выпускаются, как правило, многопредельными с поддиапазонами, например, 1, 10, 100 и 1000 В и снабжаются 3—6-знаковыми отсчетными устройствами.

При измерении импульсных напряжений интересует обычно пиковое значение, поэтому для этой цели могут применяться пиковые вольтметры, построенные на основе пикового детектора. Импульсные вольтметры имеют структурную схему, показанную на рис 5.1,а. Однако при измерении импульсов большой скважности напряжение на конденсаторе пикового детектора не устанавливается равным пиковому значению, поскольку за время паузы конденсатор успевает разрядиться. При малой скважности импульсов и применении детектора с закрытым входом возникает другая погрешность, связанная с неучетом постоянной составляющей. Оценим эти погрешности.

Компенсационные импульсные вольтметры. Для измерения импульсных напряжений, включая импульсы микросекундной и на-носекундной длительности, широко используются компенсицонные вольтметры. Принцип действия компенсационного импульсного вольтметра состоит в том, что на некотором устройстве, часто называемым дискриминатором, производится сравнением пикового значения импульса Um с компенсирующим постоянным напряжением UK, которое регулируется до достижения равенства Um=UK и является мерой пикового значения. Регулировка осуществляется вруч- - " ную . (режим полной компенсации, астатическая характеристика уравновешивания) либо автоматически (режим неполной компенсации, статическая характеристика системы уравновешивания).

Напряжение характеризуется пиковым (амплитудным) значением и тремя интегральными параметрами: среднеквадратическим (GK3), средним, средневыпрямленным (СВЗ) значениями. Изменение формы приводит к изменениям значений напряжения. Вольтметры в зависимости от используемого детектора фактически измеряют то или иное значение напряжения: пиковое, СКЗ, СВЗ. Однако шкалы подавляющего большинства вольтметров градуируют в СКЗ на синусоидальном напряжении. Исключение составляют импульсные вольтметры, которые градуируются в пиковых значениях. Поэтому при измерении среднеквадратического значения напряжения не строго синусоидальной формы с помощью вольтметра, содержащего пиковый детектор или детектор средне-выпрямленного значения, будет возникать погрешность. В паспортах некоторых вольтметров указывают допустимую степень искажения измеряемого синусоидального напряжения. Например, для вольтметра В5-12 допускаемое значение коэффициента гармоник измеряемого напряжения /(г^1%. ГОСТ 9781—78 требует указывать степень изменения показания вольтметра при отклонении формы кривой измеряемого напряжения от синусоидальной формы.

Ламповые вольтметры делятся на вольтметры постоянного тока, вольтметры переменного тока, вольтметры универсальные, импульсные вольтметры, предназначенные для измерения апли-тудного значения кривой переменного напряжения, вольтметры действующего значения (квадратичные вольтметры), позволяющие измерять напряжение независимо от формы его кривой, и другие типы вольтметров. Наибольшее распространение получили ламповые вольтметры переменного тока и универсальные.

или б, а последующее усилие — усилителем по схеме 14.3. Электронные вольтметры такого типа могут быть использованы для измерения амплитудных значений импульсов напряжения (импульсные вольтметры), если их проградуировать в амплитудных значениях, и для из-

В зависимости от диапазона частот входных сигналов, для усиления которых предназначены усилители, последние подразделяют на несколько видов. Для усиления медленно изменяющихся сигналов используют усилители постоянного тока (УПТ), для усиления сигналов в диапазоне звуковых частот (от десятков герц до 15—20 кГц) — усилители низкой частоты (УНЧ), для усиления сигналов в диапазоне частот от десятков килогерц до десятков и сотен мегагерц — усилители высокой частоты (УВЧ). Для усиления импульсных сигналов, имеющих спектр частот от десятков герц до сотен мегагерц, применяют импульсные усилители, которые называют также широкополосными (ШПУ). При необходимости усиления сигналов в узком диапазоне частот применяют узкополосные, или избирательные, усилители.

Область применения диодов Ганна: импульсные усилители, устройства памяти, логические элементы, схемы преобразования аналоговых напряжений в импульсные. Приборы, принцип работы которых основан на эффекте Ганна, имеют широкую перспективу внедрения в телеметрических системах, в радиолокационных устройствах.

характерно наличие усиления уже при нижней частоте /„ = 0. В свою очередь, усилители переменного тока подразделяют на усилители низкой и высокой частот. Верхняя частота fB низкочастотных усилителей ограничена десятками килогерц. Особую группу составляют импульсные усилители.

б) усилители импульсов (импульсные усилители), предназначенные для усиления сигналов по форме значительно отличающихся от синусоидальных. Очень часто импульсы имеют прямоугольную форму ( 6.2, б).

Следует заметить, что импульсные усилители имеют много общего с широкополосными усилителями, так как импульсы могут быть представлены в виде довольно широкого гармонического ряда. Поэтому, чем шире полоса пропускания частот усилителя, тем точнее воспро-^нзводит он импульсные сигналы.

§ 6.8. Широкополосные и импульсные усилители

Импульсные усилители, как и широкополосные, должны обладать широкой полосой пропускания, так как импульсы напряжения или тока, будучи разложены в ряд Фурье, дают весьма широкий спектр гармонических колебаний. Поэтому, чем шире полоса пропускания усилителя, тем точнее он будет воспроизводить импульсы, действующие на входе усилителя. При расчете импульсных усилителей задаются параметрами импульса по переходной характеристике, при расчете широкополосных усилителей — коэффициентами частотных искажений Ма и Мв.

§ 6.8. Широкополосные и импульсные усилители.......... 205

Дискретные электрические сигналы запоминаются при помощи устройств, выполненных на основе ферромагнетиков с прямоугольной петлей гистерезиса, характерная особенность которых — наличие лишь двух возможных состояний намагниченности, соответствующих насыщению в одной или другой полярности. Изменение магнитного состояния в них может произойти лишь тогда, когда внешнее магнитное воздействие превысит коэрцитивную силу. Если воздействие слабее, то перемагничива-ния не происходит. Это позволяет на основе таких ферромагнетиков создавать различные переключающие приборы, логические и счетные устройства, импульсные усилители и формирователи, делители частоты следования импульсов, реле времени и т. п.

В настоящее время усилители практически всех видов выпускаются в виде интегральных микросхем и обозначаются четырех- или пятиэлементным кодом. Первый элемент — буква «К» или две буквы «КР» обозначают что данная интегральная схема предназначена для широкого применения в не очень ответственной аппаратуре. Отсутствие первого элемента означает повышенное качество микросхем. Второй элемент — цифра, определяющая конструктивное исполнение (1, 5, 6, 7 — полупроводниковые микросхемы, 2, 4, 8 — гибридные; 3 — пленочные, вакуумные или керамические). Третий элемент—две или три цифры, указывающие на порядковый номер разработки. Второй и третий элементы вместе обозначают серию микросхем, имеющих единое конструктивное исполнение и предназначенных для совместного использования (так как их входные-выходные параметры и, напряжения источников питания согласованы). Четвертый элемент обозначения — две буквы, определяющие функциональное назначение. При этом буквами УТ обозначаются усилители постоянного тока; УД — операционные усилители; УЕ — повторители; УИ — импульсные усилители; УН —• усилители низкой (звуковой) частоты; У В — высокочастотные усилители; УР — усилители промежуточной частоты; УМ — усилители индикации; УП — все остальные виды усилителей. Пятый элемент —• число, обозначающее порядковый номер микросхемы в данной серии.

Для усиления сигналов импульсной формы требуются широкополосные усилители (обозначаемые УК), повторители напряжения (УЕ) и специальные импульсные усилители (УИ).