Преобразования непрерывной

АЗУ1—АЗУЗ через усилитель постоянного тока (УПТ) подключаются с помощью выходного электронного коммутатора /Свых1—/Свыхз к выходу общего прямого преобразователя код — напряжение. Управление выходным коммутатором осуществляется от распределителя на МПТ С10—С12 и С13—С15 через сердечники С16—С18. Считывание распределителя осуществляется импульсами тока /з, /4 от формирователей на ТЗ, Т4. Прямой преобразователь код — напряжение содержит разрядные ключи /Ср1—КР4 (по два ключа на один двоичный разряд, например /Ср1, /Ср2). Включение разрядных ключей осуществляется через С19—С22 числом, представленным импульсами тока с выходов УВ процессора и передаваемым по параллельному каналу, образуемому ключом К.4 (соответствует К4 на 6-1). Разрядные ключи подключают эталонное напряжение ыэ ко входам сетки сопротивлений (например, Kpl, Kpa)- Напряжение, пропорциональное входному числу, с выхода сетки сопротивлений поступает на вход УПТ и на вход схемы сравнения. Схема сравнения используется для обратного преобразования напряжение — код с помощью упомянутого выше прямого преобразователя код — напряжение.

Обратное преобразование напряжение — код осуществляется по команде из ПА. При этом выбирается (указывается) адрес входного канала, напряжение с которого должно быть преобразовано в код и передано в ХЧН. Адрес канала передается от ПА импульсом тока по обмоткам шпг1 на МПТ С7—С9, намагничивающим все сердечники С7—С9 в 0, а затем импульсом тока по одной из обмоток wal, намагничивающим соответствующий сердечник в 1. Далее МП А. осуществляет команду преобразования напряжение — код. При ее выполнении производится п подключений к выбранному входному каналу, где п — число разрядов преобразования. При каждом из п подключений импульсом из МПА запускается формирователь на 77, а затем формирователь на Т2. Импульсом тока 1г включается выбранный ключ входного коммутатора. Импульсом тока /2 осуществляется регенерация состояния МПТ С7—С9. Одновременно с импульсом /х из ФЧН по каналу К.4 поступает подбираемое число. Подбор числа в ФЧН производится начиная со старшего разряда. При первом подключении входного канала к схеме сравнения из ФЧН поступает число с единицей лишь в старшем разряде. Это число поступает на входы сетки сопротивлений, а затем на второй вход схемы сравнения в виде напряжения ис с. Схема сравнения формирует на выходе сигнал (например, согласно условию ивх(<

Точность преобразования напряжение — код и код — напряжение для широкого класса технологических объектов не превышает 9—10 двоичных разрядов (0,2-0,1 о/0).

В режиме преобразования напряжение—время управляющее напряжение через диод Д подается на коллектор транзистора Т2 и регулирует диапазон изменения напряжения на конденсаторе С. Выходное напряжение обычно снимается с коллектора транзистора ТЗ в виде прямоугольных импульсов.

Пример 45. Рассчитать фантастронный генератор, работающий в режиме преобразования напряжение — время, при следующих исходных данных: длительность прямого хода изменяется в пределах от 100 до 322

Наличие дрейфа и трудности непосредственного усиления очень малых сигналов постоянного тока в усилителях прямого усиления послужили причиной создания усилителей постоянного тока с преобразованием, устройство и ч принцип действия которых поясняет 15.5. (>_ Вначале усиливаемое на- % пряжение (ток) преобразуется °~ в колебания, амплитуда которых изменяется во времени пропорционально входному сигналу ?/вх. Для этого усиливаемый сигнал подают на Щ» модулятор. Одновременно на вход модулятора поступает переменное напряжение фиксированной частоты (300— 1000 Гц) от вспомогательного генератора, входящего в состав усилительного устройства. Полученное в результате преобразования напряжение ( 15.5, б) усиливается до нужной величины с помощью обычного усилителя переменного напряжения, в качестве которого может быть использован, например, усилитель низкой частоты, собранный по резистивной схеме. Напряжение f/2 с выхода усилителя подается на демодулятор (де-

Рассмотрение принципов построения устройств цифро-аналогового преобразования сигналов начнем с преобразователей код — напряжение (ПКН), так как они являются основой для построения более сложных устройств обратного преобразования напряжение—код. При этом рассмотрим только преобразователи параллельного двоичного кода в напряжение, которые широко распространены на практике.

Фрагмент программы, относящейся к программированию адаптеров и выполнению преобразования напряжение—код, приведен в табл. 8.2*.

Узел ГУН — основа ФАП. Она обеспечивает линейность преобразования напряжение — частота лучше 1%. Для установки свободной частоты ГУН и диапазона девиации этой частоты требуется три внешних элемента: конденсатор С1 и резисторы Rl, R2 (см. 2.75, а). Элементы R1 и С1 фиксируют свободную частоту генерации, с помощью R2 этой частоте можно дать постоянный сдвиг.

Составляющими погрешности АЦП с частотно-импульсным преобразованием являются погрешности преобразования напряжение — частота и частота — код. Погрешность АЦП может быть сведена до 10~4. От рассмотренного метода развертывающего преобразования частотно-импульсный метод отличается большей помехоустойчивостью. Обычно сигнал поступает на АЦП вместе с помехой, например, фоном сети питания. Как видно из 4.2, в АЦП с времяимпульсным преобразованием число зафиксированных

Преобразование переменного напряжения, его повышение или понижение во многих случаях более экономично может быть осуществлено путем применения автотрансформатора. В отличие от трансформатора в автотрансформаторе для преобразования напряжения используется не только магнитная связь обмоток, но и их прямое или встречное последовательное соединение. Принципиальные схемы однофазного автотрансформатора и соединения его первичных и вторичных обмоток показаны на 24.11. В случаях 24.11, а и б в процессе преобразования напряжение повышается: U'>U; в случаях 24.11, виг — понижается: U'
Существуют различные методы преобразования непрерывной величины в дискретную. Рассмотрим метод с численно-импульсным кодированием на примере цифрового вольтметра с промежуточным преобразованием измеряемой величины во временной интервал ( 20.21). Приборы такого типа надежны, обладают большой точностью и быстродействием, отличаются относительно простой схемой.

Классификация ЦИП. Основные метрологические свойства ЦИП без предварительных аналоговых преобразователей определяются способом преобразования непрерывной величины в код, так как дальнейшая передача и преобразования кода практически не вносят погрешности. Поэтому основной классификацией ЦИП (а также АЦП) является классификация по способу преобразования непрерывной измеряемой величины в код. Такая классификация позволяет судить о возможных свойствах прибора по принадлежности ЦИП к определенной группе классификации.

В зависимости от способа преобразования непрерывной величины в код выделяются следующие группы ЦИП.

С использованием метода сравнения и вычитания для преобразования непрерывной величины в код известны ЦИП для измерения постоянных напряжений, переменных напряжений, амплитуды импульсов, сопротивлений, частоты, неэлектрических величин и т, д.

1 2. Пример преобразования непрерывной входной величины /1—kh\ в непрерывную ?

1.3. Пример преобразования непрерывной входной величины / в дискретную RK

Цифровые измерительные приборы (ЦИП) различаются: по назначению, по методу преобразования непрерывной величины в цифровую форму; по виду применяемых исполнительных элементов.

По методу преобразования непрерывной величины в цифровую форму, т. е. по способу кодирования, все ЦИП подразделеются на три группы:

Опорные элементы — источники образцовой э, д. с., применяемые в стабилизаторах напряжения для периодической калибровки других источников питания. Опорные элементы определяют предельную точность (стабильность) питания измерительной цепи. Нестабильность источника питания измерительной цепи является одной из составляющих погрешности преобразования непрерывной величины в дискретную. Наиболее часто в качестве опорного элемента применяются нормальные элементы и схемы с кремниевыми стабилитронами. Принцип действия кремниевого стабилитрона основан на эффекте Зенера. Этот эффект обеспечивается двумя факторами: наличием ударной ионизации в твердом теле и механизмом лавинного пробоя в кремниевых р-п-переходах. Достаточно сильное электрическое поле в переходе высвобождает электроны, заставляя их преодолевать запирающий слой.

Классификация ЦИП. Основные метрологические свойства ЦИП без предварительных аналоговых преобразователей определяются способом преобразования непрер'ывной величины в код, так как дальнейшая передача и преобразования кода практически не вносят погрешности. Поэтому основной классификацией ЦИП (а также АЦП) является классификация по способу преобразования непрерывной измеряемой величины в код. Такая классификация помогает судить о возможных свойствах прибора по принадлежности ЦИП к определенной группе классификации.

В зависимости от способа преобразования непрерывной величины в код выделяются следующие группы ЦИП.