щее вследствие этого изменение температуры вызывает увеличениа Напряжения на термопаре и разбаланс напряженнй т входах 0У2. На выходе 0У2 напряжение устанавливается на уровне, при котором температуры термопар равны. Время установления выходного напряжения oпpeдevяeтcя цепями коррекции ОУ и скоростью температурного переходдюго процесса в элементах приема н передачи Тепла. Поскольку постоянное выходное напряжение обусжвливает тог же тепловой эффект, что и входной сигнал, выполняется соотношение

=-№ ?!)

Изменение выходного сигнала уменьшает напряжение на термопаре, вследствие чего может измениться полярность выходного напряжения ОУ. Напряжение обратной полярности также приводит к выделению тепла резисторами. Для устранения такой вoзюжнocтн в схему включен диод.

Кроме обычных ошибок, обусловленных. ОУ, погрешность преобразования увеличивается из-за рассогласования датчиков и приемников тепла. Для таких схем несложно достичь погрешности решения 0,1%. Однако время установления выходного напряжения с такой погрешностью достигает нескольких секунд из-за медленных переходных процессов в тепловых датчиках п прнелшиках.

Схема на интегральных термоэлементах. Некоторые недостатки описанной выше схемы частично устраняются заменой обычной термопары полупроводниковым р-я-переходом (рис. 3.33, б). Роль теплочувствительных элементов выполняют эмиттерно-базовые переходы транзисторов. Благодаря усилению сигнала в дифференциальном каскаде, построенном на теплочувствительных транзисторах, значительно уменьшаются по сравнению со схемами на тер-кюпарах ошибки, обусловленные ОУ.

Как и в предьщущей схел*е, ошибки в первую очередь определяются рассогласованием входной цейи и цепи ОС. Различие входной и выходной среднеквадратических величин наблюдается нз-sa рассогласования тепловых датчиков и приемников. Если резисторы и транзисторы выполнены на одном кристалле, то из-за небольшого сбъема последнего увеличивается скорость теплового переходного процесса. Время установления определяется главным образом цепями фазовой коррекции. Выббкая точность согласования приемников тепла достигается вследствие линейности температурных харлк-т -ристнк полупроводниковых перехрдов. Последняя скема обеспи-вает лучшую точность решения, быстродействие.

список ЛИТЕРАТУРЫ

1, Койстанти. Двойное сумчврованяе на ОУ.- Эя кт0Оййяа, 1972. Ш 4. с. 37-40.

2. Fidler J. К. The generaluecl iiialogue яцттег,- Electronic EnfiinMrU№ 1973, J* 649. p. 16. .

fJ4 .

3 Шейнголд. Расчет резисторов для суммирующих и вычитающих цепей.-

Электроника. 1975, № 12. 4. Allen е. R. Lcw-drrEt integrator circuit.- IEEE J., 197Э, v. SC-7, № 3.

5 Lloyd A. G. You need only one op amp to bnild a diFierential integrator.- Electronic Design, 197!, № 8, p; 82.

6 Тжер. Увет{)чеиие ностояыной временн аятегратора,- Электроника,

1975, JM9 5, е. 5.

7. Yee Р. Designing precision integrators.- EDN/EEE, 1971, Xa 18, p. 34.

8. Ноултон. Точный интегратор с непрерывным сбросом, -Электроника, 1972. Ло 7, с 62

9. Cassiday G. L, Gate-hold circuit integrates wide range pulses.- EDN,

1976. № 12, p. 100

10. Hamilton Г. D. Operational defferentiator.- Electronic Engineering, 1974. Ко 560, p. 53

11. Graeme J. Bootstrapped fC differentiator periorms accurately without phase inversion. - Electronic Design, 1974, № 5, p. 60.

12. Risley A. R. Desfgners tde to: logarithmic amplifiers.- EDN, 1973, № 15, p. 42.

13. Morgan D. R, Get the most out of log amplifiers by nnderstanding the error sources. - EDN, I97b, K° 2, p. 52.

14. Heffrtck A. Bmld high, wide-range log amp*.- Electronic Design, 1974, K 6, p. 118.

15. Niu G. Get wider dynamic range in a kg amp.- Electronic Design, 1973, We 4, p. 60.

16. Sieingold D. The hows and whys of log amps. - Electronic Design, 1974, №-3. p. 52.

17. Keniaedy G. R. Weather-satelUte picture lacsimile nrachine. - Wireless World, Dec. 1976, p. 81.

18. Four-quadrant analogue multiplier. - Electronic Engineering, 1972, .Ко 532.6, p 23.

19. Burwen K. Save money with analog niiilttpliers. - Electronic Design, 1971, До 7, p. 45,

20. Jung W. G. Get gain control oE 80 to 100 dB. - Electronic Design, 1974. No 13, p. 94-95.

21. Реншлер, Вейсс. Универсальная монолитная ИС аналогового перемно-жиреля -Э.текгроника, 1970, № 12, е. 19.

22. Marosf О. СЬооле the right analog ranltiplier by unda-standmg its limitations.- EDN, 1973, № 9, p. 69.

23- Counts L. Analog dividers: what choice do you have? - EDN, 1974, Mb 9 p 56

24. Schmid H. Bnild a precision pulse-time muUipMer, - Electronic Design, 1972, J>ff p 61.

25. Тимоытеев В. A., Ткачевко В. A., Рысин В. С, Заака В. В. Прс>екти-рование интегральных аналоговых перемиожителей сигналов, - Электронная техника. Сер 3 .Микроэлектроника, 1976, вып. 2.

26. Тимоктеев В. А., Кузменко В. П., Ткаченко В, А, Четырехквадрантный ! аналоговый перемиожитель с диапазонов входных сигналов J:10 В. -

В кы. Злектронное моделирование. -Киев; Наукова думка, 1977.

27. Дм.итрвев Ю. С, Крыжаыоаский А. В., Лихтцивдер Б. Я. Умножение частоты в uiapOSOM диапазоне.- Приборостроение, 1975, Ка 10, с. 99.

28- Rao В. V. А method for frequency multiphcgtion oi square waves. - Int. J Electirooics, 1976, № 6, p. 587.

29, Де Колд. Удвоитель частоты, работающий с сигналонь произвольной формгы - ЭлектроЕика. 1972, Ks 15, с. 58

Во. Хамаоун, Использоаание аналогового умножитела-делителя в системе ФАПЧ.-атектронинэ. 1973, № 14, с. 59.

8L Нэоп н Меле . Двухполупериодный выпрямитель на операционном усилителе с оор-атной связью,- Электроника, Ш72, 19, с. 78 32. Грэм. Двухпоитуаериодыый выпрямитель только с тремя согласованными резисторзиа,- Зктектроникэ, 1974, № 1б,с. Й7,

t15

33. Graeme J. Measure differential ac signals easily with precision rectifiers.- EDN, 1975, № 2, p. 45.

34. Antoniou A. Design of precision rectifiers usfng operational amplifier.- Proceedings of lEE, 1974, № 10.

35. Smither M. Improved absolute value circuit.- EEE, 1969, № 6.

36. Handler H. A hybrid circuit RMS converter.-Digest ISSCC, 1971.

37. Kiinzel R. Der operationsverstarker als schalter,- Electroniif, 1973, T-11, s, 413.

ГЛАВА 4

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

В этой главе рассмотрим схемы, выполняющие следующие преобразования.- напряжения в частоту, постоянного уровня снгнала в постЬянный, температуры в частоту. Такие схемы являются основой различных устройств управления, генераторов импульсов, модуляторов, измерительных систем.

Проведеьшый в главе анализ позволит разработчикам аппаратуры легко видоизменять предложенные схемы для получения требуемых выходных характеристик.

. 4.1. Преобразователи напряжение - частота

Преобразователи напряжение - частота на основе ОУ характеризуются точностью, высокой линейностью, хорошей температурной стабильностью параметров и низкой стоимостью. Одно из главных применений преобразователей напряжения в частоту, которое невозможно переоценить для определенных теле.метрических систем и систем управления, основано на способности этих преобразователен осуществлять согласование между аналоговыми и цифровыми схемами. Преобразователи напряжения в частоту также мэгут быть использованы для дистаиционного контроля аналоговых параметров, измерения отношений сигналов, интегрирования и т. д.

В табл. 4 1 сведены базовые схемы преобразователе! напряжение - частота с различным принципом работы.

Простейшая структурная схема преобразователя напряжения в частоту (первая схема) содержит управляемый напряжением генератор тока ГТ, обес-печивающи11 лнне1]ный процесс заряда конденсатора С до порогового напряжения, уропень которого определяется опорным (пороговым) напряжением пор П1- При достижении напряжением на конденсаторе этого уровня схема сравнения СС изменяет свое состояние и запускает схему формирования выходных импульсов СФ с одним усго1]чивым состоянием (одновибратор), которая вырабатывает один импульс фиксированней длительности. Одновременно на выходе компаратора формируется управляющий импульс, замыкающий контакты переключателя К, через который происходит разряд конденсатора С. Затем весь цикл повторяется. Если генератор тока спроектирован так, что его выходной ток i пропорционален входному напряжению Ux, то схема представляет собой обычный преобразователь напряжения в частоту.