Разделы сайта

Простейшие преобразователи

Ниже описаны наиболее распространенные схемы преобразователей напряжения в частоту, для построения которых применяются простейшие ОУ, дан пример расчета основных параметров выходного сигнала, показаны некоторые способы улучшения передаточных характеристик преобразователей.

Если при преобразовании напряжения в частоту не требуется высокая линейность, можно использовать схему на рис. 1.4,а, построенную на двух ОУ типа 140УД7 . В схеме усилитель А1 включен в режиме интегратора, а усилитель А2-в режиме регенеративного компаратора с гистерезисом. Когда выходное напряжение компаратора имеет максимальное положительное значение U1, диод VD смещен в обратном направлении, и напряжение на выходе А1 линейно уменьшается со скоростью, определяемой амплитудой входного положительного сигнала, до тех пор, пока не достигнет значения U1R1/R2. В этот момент компаратор переключается в другое состояние, при котором напряжение на его выходе равно максимальному отрицательному значению U2, диод VD открывается и выходное напряжение интегратора быстро нарастает до U2R1/R2. При этом компаратор возвращается в первоначальное состояние и цикл повторяется.

Так как время нарастания выходного напряжения интегратора значительно меньше времени спада, которое обратно пропорционально амплитуде входного сигнала, частота циклов повторения f будет прямо пропорциональна входному напряжению. Пренебрегая собственным временем переключения компаратора, можно записать следующее выражение для определения частоты выходных импульсов (UВХ-в вольтах, f-в герцах):

(1.2)

Рис. 1.4. Практическая реализация схемы на рис. 1.1 (а) и форма напряжения на выходах ОУ (б)

На самом деле размах напряжения на выходе А1будет несколько больше величины (R1/R2) (U1-U2) из-за отличного от нуля значения времени переключения компаратора, а частота соответственно меньше значения, определяемого выражением (1.2), причем это расхождение будет особенно значительным при больших амплитудах входного сигнала.

На рис. 1.4,б показаны типовые формы напряжения на выходах ОУ для большого входного сигнала. Как видно, в этом случае конечные значения времени нарастания выходного напряжения интегратора и времени переключения компаратора внесут существенный вклад в нелинейность зависимости частоты генерируемых импульсов от входного напряжения. При малых UВХ передаточная характеристика схемы будет также нелинейной из-за наличия дрейфа напряжения смещения интегратора. Поэтому для расширения нижнего предела изменения входного напряжения необходимо включить внешний потенциометр для компенсации этого дрейфа на выходе интегратора. С указанными на рис. 1.4,а номиналами элементов схема обеспечивает линейность преобразования не хуже ±1 % в диапазоне изменения входных напряжений 20 мВ-10 В. При этом частота выходных импульсов изменяется от 20 Гц до 10 кГц.

Более сложная схема преобразователя на основе интегратора, компаратора и переключателя приведена на рис. 1.5 . Интегратор и компаратор собраны на ОУ типа 140УД1, а переключатель - на транзисторе КТ315.

Перейти на страницу: 1 2 3

Самое читаемое:

Автоматическая измерительная система в виде электронного термометра
Электронные термометры представляют собой автоматические устройства. В общем случае, автоматическими устройствами называются такие устройства, которые позволяют осуществлять операции измерения каких-либо величин или управления какими-либо объектами без непосредственного участия человека. Автоматическое устройство, как пра ...

www.techstages.ru : Все права защищены! 2019