Масштабного усилителя

Теперь можно рассмотреть порядок ввода в ЭВМ данных схемы. Вводимые в ЭВМ данные должны содержать следующие сведения о каждой ветви схемы: указание о типе элемента ветви (U, С, R, L, I) и порядковый номер ветви; номера узлов, между которыми расположена ветвь; положительное направление ветви отражается тем, что на первое место ставится узел, от которого ветвь отходит (начальный узел), и на второе место — узел, к которому ветвь подходит (конечный узел); значение параметра элемента с учетом соответствующего масштабного коэффициента. Например, для четвертой ветви схемы на 1.8, а это описание имеет следующий вид: тип элемента — С; номер ветви — 4; узлы — 1 и 2; параметр — 5. Нетрудно понять, что такой набор данных, приведенный для каждого элемента, обеспечивает однозначное и полное описание схемы.

Матрицы сопротивления резистивных элементов с учетом масштабного коэффициента Мг=104

Передаточная характеристика ИМС АП отличается от идеальной функции перемножения (7.4) на величину погрешности перемножения е= ?/вых— ?/?ых (?/?ы.\ — теоретическое значение выходного сигнала). Погрешность перемножения обусловлена нелинейностью каналов множительного узла, остаточным напряжением, смещением напряжений на входах и выходе, дрейфом токов и погрешностью масштабного коэффициента. Кроме погрешности перемножения важными параметрами ИМС АП являются диапазоны входных и выходных напряжений и коэффициенты подавления синфазных сигналов, что определяется схемотехнической реализацией их передаточной функции.

При реализации деления двух напряжений еледует применять тот или иной способ в зависимости от динамического диапазона делителя. Если он не превышает 30 : 1, то можно использовать самую простую схему на основе операционного усилителя с умножителем в обратной связи. Для динамического диапазона до 100:1 созданы интегральные схемы деления на основе переменного масштабного коэффициента (погрешность до 0,5%). Реализация деления по методу логарифм — антилогарифм сопровождается погрешностями до 1 % при диапазоне изменения делителя до 1000:1.

Таким образом, относительное распределение энергии периодического колебания между гармоническими составляющими определяется функцией G2ico), которая (с учетом масштабного коэффициента) является огибающей спектра энергии периодического колебания.

Спектр выходного узкополосного сигнала при идеальном усилении должен с точностью до масштабного коэффициента повторять спектр входного узкополосного сигнала. Следовательно, для усиления может быть использована линейная система. Однако при работе усилителя в линейном режиме постоянная составляющая тока всегда значительно больше полезной переменной составляющей и коэффициент полезного действия (КПД) мал. Для повышения КПД системы целесообразно работать с отсечкой тока, т. е. использовать нелинейный участок характеристики i(u).

В соответствии с конкретными условиями выбирается фильтр того или иного типа. После этого расчет фильтра заключается в определении масштабного коэффициента &, на который надо умножить сопротивления единичного фильтра, чтобы получить сопротивления искомого фильтра. При расчете может быть задана одна из следующих величин:

После выбора типа фильтра его расчет, как и для фильтров напряжения, сводится к определению масштабного коэффициента k. В данном случае удобнее определять коэффициент k, на который следует разделить (а не умножить) все сопротивления единичного фильтра. Тогда, учитывая, что потребление, активная мощность и мощность нагрузки прямо пропорциональны квадрату тока на входе и обратно пропорциональны принятому значению масштабного коэффициента k, получаем выражения:

Таким образом, с точностью до масштабного коэффициента, выборка

Точность преобразования в приведенной схеме определяется постоянством масштабного коэффициента и стабильностью весовых напряжений.

Для повышения стабильности масштабного коэффициента необходимо брать источники с внутренним .сопротивлением пренебрежимо малым по отношению к сопротивлению нагрузки

3.37. Схема масштабного усилителя

Рассмотренная нами схема операционного усилителя о одной входной обмоткой является базовой не только для развязывающего или масштабного усилителя, но также и для интегрирующего и дифференцирующего усилителей. Чтобы получить интегрирующий усилитель, необходимо включить отрицательную обратную связь через емкость, как это показано на 3.38.

Разновидностью масштабного усилителя является суммирующий усилитель ( 6.29), у которого

и учитывая, что для четырехполюсника обратной связи в схеме на 9.25 на частоте генерации [1, § 9.11] ЛТос(юг)= 1/3, находим, что А'у(сог)>3. А так как для масштабного усилителя на базе операционного усилителя Ку — К2/Кз, то искомое минимально возможное значение R2 будет

Дрейф нуля в режиме масштабного усилителя за 8 ч . . .не более ±100 мВ

В режиме масштабного усилителя коэффициенты передачи могут устанавливаться от 0 до 100. В режиме интегрирования постоянная времени — от О до 10 с при величине входного сопротивления резистора от 0 до 1000 кОм.

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.

выражения следует, что реализован усилитель, у которого коэффициент усиления по напряжению задается двумя резисторами — R6 и R^. H= -Л6/Лг. Знак «минус» в формуле означает, что фаза выходного напряжения отличается от входного (инвертируется) на 180°. Отношение сопротивлений задает коэффициент усиления (масштаб). Поэтому такой усилитель получил название инвертирующего масштабного усилителя. Резисторы Rt и R6 образуют цепь параллельной ООС по напряжению. При этом в

Узкополосный LC-фильтр представляет, по сути, разновидность инвертирующего масштабного усилителя с частотно-зависимой ООС. При отсутствии ПОС (/?3 = 0) на частоте резонанса контур представляет собой высокоомное активное сопротивление и коэффициент передачи фильтра может быть рассчитан по формуле

Масштабный усилитель. Назначение масштабного усилителя — изменение масштаба электрической величины посредством умножения входного сигнала на некоторый постоянный коэффициент.