Усилителем постоянного

В модуляторе М медленно изменяющееся входное напряжение ывх преобразуется в переменное напряжение «! обычно с частотой от 50 Гц до 20 МГц. Переменное напряжение in усиливается обычным усилителем переменного напряжения (УПН).

В вольтметрах, выполненных по схеме 10.6, а, переменное входное напряжение преобразуется в постоянное (выпрямляется) детектором, усиливается с помощью УПТ и поступает на аналоговый индикатор. При использовании схемы 10.6, б переменное измеряемое напряжение поступает на входное устройство, которое содержит делитель, определяющий предел измерения, а также цепи согласования низкоомного делителя с высокоомным входом, после чего оно усиливается широкополосным усилителем переменного напряжения, детектируется и подается на аналоговый индикатор.

тора /, усиливается усилителем переменного тока и затем выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 4 (демодулятором). Температурный дрейф усилителей МДМ в 10—100 раз меньше, чем у усилителей постоянного тока, выполненных по параллельно-симметричным схемам. Для синхронной коммутации модулятора и демодулятора служит генератор 6. Обычно частота модуляции не превышает 1000 Гц. Весь усилитель охвачен отрицательной обратной связью 7, позволяющей стабилизировать коэффициент усиления. В качестве выходного прибора 5 обычно применяется магнитоэлектрический микроамперметр, имеющий несколько шкал, градуированных соответственно в единицах тока, напряжения и сопротивления.

Первичная обмотка входного трансформатора ТР1 имеет выведенную среднюю точку, на которую подается плюс входного напряжения. Минус входного напряжения подается через вибропреобразователь поочередно на концы первичной обмотки, благодаря чему во вторичной обмотке входного трансформатора появляется переменная э. д. с., пропорциональная величине входного напряжения. Эта э. д. с. усиливается усилителем переменного тока. Выходной каскад усилителя Беременного тока обычно двухтактный. Вторичная обмотка выходного трансформатора Трг также имеет выведенную среднюю точку, а концы

Входной низкочастотный сигнал поступает на модулятор, где преобразуется в пульсирующее или переменное (в зависимости от^ конструкции модулятора) напряжение. Это напряжение усиливается усилителем переменного тока, после этого производится синхронное детектирование. Модулятор и детектор могут быть выполнены в виде одного реле с двумя парами контактов, включаемых на входе и выходе, и синхронно замыкаемых и размыкаемых. Контактные модуляторы имеют ограниченный срок службы (не более 104 ч) и применяются обычно только в случае очень малых входных сигналов — напряжений от 10~7 В и токов от 10~10 А и ниже. Собственные шумы лучших контактных модуляторов не превышают долей нановольта (1 нВ = 10~9 В) в полосе 1 Гп.

Преобразованный сигнал ( 49, г) усиливается усилителем переменного напряжения до заданного уровня, после этого производится детектирование и спектр переносится в область исходных низких частот. Детектирование обычно осуществляется с помощью синхронного детектора, в котором происходит повторное умножение преобразованного сигнала на функцию коммутации, в результате чего появляются составляющие напряжения с исходной низкой частотой Q и дополнительные высокочастотные напряжения, которые отфильтровываются фильтром, пропускающим на выход только низкочастотные составляющие исходного сигнала.

Импульсы усиливаются усилителем переменного

модулируемых сигналов. Один из выходных сигналов Хг генератора модулируется по амплитуде входным сигналом X, усиливается усилителем переменного тока, малочувствительным к низкочастотным сигналам, а затем происходят

И, наконец, метод промежуточной модуляции, который показан на 17-12, в, может быть применен при любых измерительных преобразователях и любой измерительной цени, работающих на постоянном токе. Здесь напряжение ?/__ несущей частоты / поступает в специальный промежуточный модулятор, где модулируется постоянным выходным напряжением (/_. измерительной цепи. Полученное в результате этого модулированное напряжение Uf несущей частоты усиливается усилителем переменного тока.

В качестве преобразователей недокомпенсации в тепловых приборах уравновешивания используются термопары и термосопротивления. Из-за того, что усилители постоянного тока имеют относительно большие погрешности и дрейф нуля, постоянная э. д. с. термопары модулируется и затем усиливается усилителем переменного тока. Термосопротивление включается в измерительный мост, питаемый переменным током. В отдельных случаях термосопротивление может быть использовано одновременно и как обратный преобразователь,и как преобразователь недокомпенсации.

При неравенстве этих потоков на сопротивлении 5 возникает падение напряжения постоянного тока, преобразуемое в переменное напряжение при помощи контактного преобразователя 9; затем оно усиливается усилителем переменного тока 10, на выходе которого включены обмотки двигателя 8.

во временной интервал, а затем в цифровой вид. Функциональная схема данного вольтметра представлена на 7.24. Основными узлами цифрового вольтметра, которые осуществляют связь измеряемого напряжения с временным интервалом, являются: два сравнивающих устройства, генератор линейно нарастающего напряжения ГЛИН и триггер. До подачи на входное устройство измеряемого постоянного напряжения Ux устройство управления обеспечивает сброс прежних показаний счетчика, запускает ГЛИН, а также устанавливает триггер в положение «О». Напряжение L/x подается на входное устройство (делитель напряжения), затем усиливается усилителем постоянного тока и подается на вход 2 сравнивающего устройства //. Вход 2 сравнивающего устройства / заземлен. На входы / сравнивающих устройств 1 н II подается линейно нарастающее напряжение ии ( 7.25). При равенстве входных напряжений сравнивающие устройства на своих выходах вырабатывают короткий импульс. Таким образом, первый импульс возникает от сравнивающего устройства / (и„ = 0), второй импульс — от сравнивающего устройства // при и„ = (7Л. При тгом первый импульс посредством триггера обеспечивает начало работы ключа и на счетчик поступают импульсы с генератора счетных импульсов с периодом времени TN. При подаче на триггер второго импульса ключ закрывается, а следовательно, прекращается счет импульсов. Таким образом, осуществлено как сравнение измеряемого напряжения V х с линейно нарастающим напряжением кн, так и преобразование его во временной интервал Тх.

На 9.21, а изображена схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения на дискретных полупроводниковых приборах. В этом стабилизаторе в блок сравнения Б С входят параметрический стабилизатор, состоящий из стабилитрона Д и резистора Ra, и резистивный делитель RiR^Rs- Усилителем постоянного тока является усилитель на маломощном транзисторе Т2 и резисторе RK. В качестве регулирующего элемента используется мощный транзистор 7\. В рассматриваемом компенсационном стабилизаторе происходит непрерывное сравнение напряжения на нагрузочном резисторе UH (или части его) с опорным напряжением ?/оп, создаваемым с помощью параметрического стабилизатора.

Усилитель постоянного тока, состоящий из транзисторов Т3, Т5, собран по дифференциальной схеме. В него входит также транзистор Тц, являющийся динамической нагрузкой транзистора Т5. Для согласования параметрического стабилизатора с усилителем постоянного тока к его выходу подключен эмиттерныи повторитель, собранный на транзисторе 7\. Диод Д2 предназначен для температурной стабилизации параметрического стабилизатора.

Рассмотрим аналоговые электронные вольтметры. Вольтметры постоянного напряжения имеют структурную схему, представленную на 10.5. С помощью входного делителя напряжения устанавливают пределы измерения. Усиленное усилителем постоянного тока (УПТ) напряжение поступает на аналоговый индикатор. Входной делитель коммутируется переключателем, выведенным на переднюю панель прибора. В УПТ предусматривают меры для уменьшения дрейфа нуля; кроме усиления УПТ выполняет функцию согласования высокого входного сопротивления делителя напряжения с низким сопротивлением стрелочного индикатора. У вольтметров с высокой чувствительностью УПТ выполняют по схеме преобразования напряжения с отрицательной обратной связью, охватывающей весь УПТ. В этом случае входной делитель отсутствует, а изменение пределов измерения производят ступенчатым изменением коэффициента усиления УПТ. Входное напряжение поступает непосредственно на преобразователь УПТ.

Ключевой каскад, выполненный на транзисторе Т4, служит для уменьшения ширины порога срабатывания устройства. Температурную компенсацию дрейфа порога срабатывания самого ключа осуществляют диоды ДЗ и Д4. Каскад, выполненный на транзисторе Т5, является усилителем постоянного тока. С его выхода снимается сигнал, подаваемый на фазовый детектор.

Операционный усилитель (ОУ) является усилителем постоянного тока с большим коэффициентом усиления, высоким входным и низким выходным сопротивлениями. В зависимости от вида цепи обратной связи ОУ может выполнять различные операции над аналоговыми сигналами. К таким операциям относятся суммирование, интегрирование, дифференцирование, масштабирование и др. На 2.8 показана схема с ОУ. ОУ имеет два входа:

В состав серии 435 включены: усилитель ВЧ и ПЧ с АРУ 435УВ1, имеющий крутизну проходной характеристики не менее 60 мА/В; экономичный усилитель ПЧ 435УР1 с крутизной проходной характеристики до 120 мА/В; три усилителя НЧ (435УН1, 435УН2 и 435УНЗ), первый из которых характеризуется высокой универсальностью, а последний повышенной выходной мощностью (40 мВт); усилитель-ограничитель 435УП1, нашедший применение в схемах с амплитудными детекторами для частотных дискриминаторов; ИМС 435УП2, предназначенная для усиления и создания двух независимых генераторов или четырех коммутируемых эмиттерных повторителей; ИМС 435К.Н1 с шестью независимыми транзисторными ключами и ИМС 435К.Н2 с двумя идентичными независимыми коммутаторами; универсальная микросхема 435ХП1, работающая на частотах до 200 МГц; двойной балансный смеситель (435ХА1); кольцевой модулятор (453МА1); формирователь импульсных сигналов (435АГ1), выполненный на триггере Шмитта; детектор АМ-сигналов с усилителем постоянного тока и эмиттер-ным повторителем (435ДА1). Микросхемы этой серии имеют напряжение питания 6 В ±10 %.

Ко второй группе относятся дифференциальные усилители (ДУ), условное графическое изображение которых показано на 3.11, б, а структурная схема — на 3.12, а. Дифференциальный усилитель является усилителем постоянного тока, его основное назначение — усиление разности двух сигналов, подаваемых на входы относительно общей точки (корпуса). Выходные напряжения (/вш,ь {/вых2, ?/вых!,2 идеального ДУ (при полностью симметричной схеме) пропорциональны разности входных напряжений t/BXi — ?/Вх2- Это непосредственно следует из рассмотрения входной цепи усилителя, так как токи источников сигнала U^\ и ?/„х2 создают на входном сопротивлении /?вх.д ДУ напряжения противоположных полярностей — происходит вычитание напряжений. При изменении полярности одного из источников входного сигнала ДУ усиливает сумму

Для повышения чувствительности пиковый вольтметр снабжается усилителем постоянного тока. Упрощенная принципиальная схема лампового вольтметра ВК7-4 показана на 13.2, а, а внешний вид прибора — на 13.2, б.

На входе цифрового милливольтметра постоянного напряжения ( 150) обычно установлены аттенюатор и фильтр нижних частот ФНЧ, ослабляющий помехи и шумы. Отфильтрованный сигнал, если его значение мало, усиливается усилителем постоянного тока УПТ с масштабируемым коэффициентом усиления, преобразуется в цифровой код с помощью интегрирующего АЦП и поступает на усредняющий счетчик. Применение усредняющего счетчика — дополнительная мера борьбы с помехами и шумами. В этом счетчике обычно усредняется до 102 цифровых отсчетов измеряемого сигнала, вследствие чего увеличивается в несколько десятков раз соотношение сигнал/шум и почти во столько же раз уменьшается погрешность измерений. Результат измерений выводится на цифровой индикатор и может быть также записан

Для измерения переменных токов свыше 10 мкА служат цифровые микроамперметры, которые в диапазоне частот до 5 кГц имеют погрешность не более 0,5%. Токи свыше 100 мкА можно измерять миллиамперметрами выпрямительной системы, а также миллиамперметрами термоэлектрической системы с промежуточным усилителем постоянного тока, подключенным к выходу термоэлектрического преобразователя. Приборы этих систем имеют классы точности 1,0—1,5.