Главная >  Функции преобразования модуляторов 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75

ванпческими связями (применение стабилизированных источников питания, nocTpoenxie усилительных каскадов по балансным схемам и др.) дрейф нуля все же составляет величину порядка нескольких милливольт в час. Поэтому в случае усиления постоянного напряжения низкого уровня, с целью уменьшения погрешности, возникающей за счет дрейфа, оператору пр1тходится периодически устанавливать нуль при накоротко замкнутом входе. Идея автоматизации этой операции - автоматического оператора - привела к разработке усилителей с автоматической подстройкой начального уровня выходного напряжения, ществляется с помощью специально введенных


Рис. 1.1

которая осу-в схему коммутаторов и запоминающих ячеек [72]. Сущность этого способа построения усилителей состоит в следующем (рис. 1.7). В промежуток времени < RC, соответствующий рабочему

режиму, подвижные контакты входного и выходного переключателей находятся в верхнем положении. При этом входной сигнал, усиленный в К раз усилителем с гальваническими связями, передается на нагрузку i?H- В последующий за этим отрезок времени ВвыхС (подвижные контакты коммутаторов в нижнем положении - режим компенсации) выход УПТ оказывается замкнутым на его вход. Конденсатор С перезаряжается так, что напряжение на нем практически оказывается равным добавочному напряжению, появившемуся за рабочшт период. При последующем переключении одновременно с полезным сигналом ко входу УПТ прикладывается напряжение, хранимое конденсатором. Эффект ослабления дрейфа можно оценить из общего выражения для коэффициента усиления схемы в режиме компенсации

Рис. 1.8.

др. вых

др.вх ~ 1

ЛК



в нашем случае Р 1 и таким образом

и-др. ВЫХ ~ Л- J{

где Мдр. вх - приведенный ко входу дрейф в разомкнутой цепи, - jj--эквивалентный приведенный дрейф в режрше компенсации.

При достаточно большом коэффициенте усиления К и соответствующем выборе частоты коммутацхш уход напряжения на выходе усилителя практически полностью устраняется. Уст-poiicTBa этого типа могут отличаться расположением элемента, запоминающего напряжение, режимом работы коммутаторов и др. [26, 42, 44, 57]. Так, на рис. 1.8 представлена схема с три-одно-емкостной запоминающей ячейкой в цепи отрицательной обратной связи. Особенность данной схемы - нечувствительность к перегрузкам. Здесь также дрейф ослабляется в (1 + К) раз.

Таким образом, уменьшение дрейфа в усилителях с гальваническими связями, построенных по описанному выше способу, количественно оценивается величиной коэффициента передачи петли отрицательной обратной связи. Устройства этого типа получили название усилителей прерывистого действия. Они применяются в качестве усилителей сигнала небаланса в цифровых автоматических компенсаторах. Практически в большей части случаев прерывистая работа УПТ недопустима.

Дальнейшее развитие этот способ построения усилителей нашел в двухканальных устройствах, работающих таким образом, что в промежутки времени, соответствующие режиму компенсации в одном из каналов усиления, другой находится в рабочем состоянии [43]. Сложность переключений, которые при этом приходится осуществлять, снижают его практическую ценность.

1.3. УСИЛИТЕЛИ С ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ

Когда к усилителю постоянного тока предъявляются требования особо высокой чувствительности и стабильности, прибегают к косвенному способу усиления постоянных и медленно изменяющихся напряжений, состоящему в том, что создается и усиливается переменное напряжение, амплитуда, частота или фаза которого однозначно связаны с величиной исходного сигнала. Этот метод реализуется с помощью так называемых усилителей постоянного тока с преобразованием




(рпс. 1.9). Как известно, в усилителях этого типа входное возмущение с помощью устройства, именуемого преобразователем (модулятором-М), преобразуется по частоте (модуляция - М), так что его спектр оказывается сдвинутым по оси частот в сторону ее больших значений. Модулированный сигнал усиливается усилителем переменного тока (У) и затем подвергается вторичному преобразованию в демодуляторе - ДМ. После подавления побочных продуктов преобразования на выходе устройства выделяется усиленный р. 1.9.

входной сигнал.

При использовании усилителей с преобразованием хороший результат достигается, когда преобразование потока информации о состоянии изучаемого объекта осуществляется до датчика. В таких схемах сравнительно легко решается вопрос о выборе модулятора.

Так, если информация от объекта к датчику передается в виде потока излучения, то нетрудно обеспечить периодическое прерывание его при высоких частоте и точности повторения.

В тех случаях, когда преобразование сигнала до датчика затруднено, используют усилитель с преобразующим устройством во входной цепи. Преобразующие устройства (модуляторы) выполняются на лампах, полупроводниковых приборах, электромеханических прерывателях и т. п. Поскольку основной сигнал в этих устройствах подвергается преобразованию дважды на входе (М) и выходе (ДМ), их также называют усилителями постоянного тока с двукратным преобразованием. Входной и выходной преобразователи могут осуществлять непрерывную модуляцию (НМ) или амплитудно-импульсную модуляцию первого рода (АИМ-1) [57]. Оба преобразователя обычно работают синхронно. Они могут быть симметричными (балансными), несимметричными, одно- и двухполупериодными.

Усилители постоянного тока с преобразованием отличаются малым уровнем дрейфа при высокой чувствительности, незначительной чувствительностью к изменениям питающих напряжений и температуры окружающей среды, простотой введения обратной связи, удобством в эксплуатации и пр.

Существенным преимуществом таких усилителей является высокая стабильность нулевого отсчета. Известно, например, что УПТ с контактными преобразователями позволяют измерять напряжения порядка долей микровольта от источника сигнала, обладающего малым внутренним сопротивлением, и токи до 10 а при высокоомных источниках.



1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75