Главная  Нормальная работа рэа 

[0] [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]

то есть первая схема работает в режиме повторителя-инвертора, вторая - сумматора-инвертора.

Коэффициент передачи для схем, приведенных на рис. 6.20, б, е, определяют по формуле

Значение выходного напряжения при этом равно R2 + RI

вых =-вх (Д-я схемы на рис. 6 20, б)

и=--~{U 1 -!- и2) (для схемы на рис. 6 20, е),

2R \

то есть схемы работают в режиме усиления входного сигнала (суммы входных сигналов) без инвертирования.

Для исключения влияния входных цепей АЦП на источник измеряемого напряжения на входе АЦП часто используют схему ОУ с 100%-ной обратной отрицательной связью, которая обладает очень большим входным сопротивлением (> 10 МОм). Коэффициент передачи при этом равен К\, поэтому данную схему называют повторителем.

Для преобрачова[шя выходного тока ЦАП с токовым выходом в напряжение используется схема, приведенная на рис. 6.20, г. Значение выходного напряжения при этом равно

= ~ J Q вых вхх

Схема (рис. 6.20, ж), в которой используется ОУ совместно с реактивными элементами (конденсатором) в цепи обратной связи, нашла широкое применение в АПП с ВИМ как генератор линейно изменяющегося напряжения и в интегрирующих АЦП в качестве измерительного интегратора. Данную схему называют инвертирующим интегратором. Значение выходного напряжения равно значению напряжения на конденсаторе С и равно интегралу напряжения входного сигнала

Для скачка входного напряжения (рис. 6.20, з) интеграл является линейной функцией

RC Т

ле Т = RC - постоянная времени интегратора, / - время интегрирования

Это свойство используется при создании генераторов линейно-изменяющегося напряжения.



в измерительном интеграторе время интегрирования выбирают обычно равным (кратным) периоду сетевой помехи (п,ш = 20 мс). Так как интеграл помехи за период равен нулю, то устраняется погрешность, обусловленная воздействием сетевой помехи на полезный сигнал.

В АЦП в процессе преобразования (измерения) входного сигнала в цифровой код производится операция сравнения напряжений. Она осушествляется при помощи компараторов (сравнивающих устройств). Обычно одно из сравниваемых напряжений - образцовое, второе - измеряемое. Если одно из сравниваемых напряжений имеет нулевой потенциал и сравнение производится по отношению к нему, то схему сравнения называют нуль-органом. На рис. 6.20, к, л приведены схемы одно- и двухвходового компаратора, а на рис. 6.20, о, п - соответственно диаграммы работы. Одновходовой компаратор предназначен для сравнения разнополярных напряжений. В момент равенства последних по абсолютной величине выходное напряжение компаратора изменяет свою полярность. Одновходовой компаратор позволяет сравнивать большие по амплитуде сигналы без появления погрешностей синфазной составляющей. Двухвходовой компаратор дает возможность сравнивать сигналы одинаковой полярности, уровень которых находится в пределах допустимого для данного типа ОУ синфазного входного напряжения. При равенстве сравниваемых сигналов выходное напряжение компаратора изменяет свою полярность. В рассмотренных схемах в качестве компаратора наряду с ОУ с разомкнутой цепью обратной связи можно применить и интегральные компараторы, которые обладают большим быстродействием, чем ОУ. Однако для сравнения сигналов с высокой точностью (десятки микровольт) при малой потребляемой мощности применение ОУ часто оказывается предпочтительнее.

На рис. 6.20, и приведена схема преобразователя разно-полярного входного напряжения в однополярное (отрицательное). Для получения выходного напряжения положительной полярности изменяют полярность включения диодов. В зависимости от полярности t/x каскад на 0У1 работает как в режиме повторителя (<; 0), так и в режиме повторителя-инвертора (/7зх>0). Повторение (коэффициент передачи равен 1) достигается равенством сопротивлений резисторов обратной связи и масштабирующего, а изменение режима (инвертирование и неинвертирование) - путем автоматического изменения потенциала точки А при помощи компаратора знака, выполненного на 0У2. При Uy<:0 выходное напряжение компаратора /выхк> О смещает диод VD2 в обратном направлении, потенциал точки А равен потенциалу не-инвертирующего входа 0У1. Последний работает в режиме



повторителя (рис. 6.20, к, участок 1-2). При (/з,> О выходное напряжение компаратора U<:0, диод VD2 смещен в прямом направлении, цепь ООС замыкается и потенциал точки А становится равным нулю, усилитель 0У1 переключается в режим работы инвертора-повторителя (рис. 6.20, н, участок О-/). Описанный преобразователь применяется во входном устройстве однополярного АЦП для измерения разнополярных входных напряжений. Он также может быть использован во входных устройствах приборов для измерения переменного напряжения.

6.4. Цифровые дискретные узлы ЦА- и АЦ-преобразователей

В ЦАП и АЦП наряду с аналоговыми узлами применяются цифровые узлы, в которых используется элементная база цифровой вычислительной техники. Поэтому и принципы построения типовых цифровых узлов - счетчиков, регистров, дешифраторов и других одинаковы. Особенность цифровых измерительных преобразователей - сочетание в одном приборе не только цифровых элементов, но и вспомогательных формирователей, генераторов и др. Цифровые узлы собираются из конструктивно завершенных интегральных схем.

К основным цифровым узлам, используемым в ЦАП и АЦП, относятся регистры, счетчики и дешифраторы.

Регистром называют устройство, предназначенное для приема, хранения и выдачи цифровой информации. Регистры состоят из триггерных ячеек и логических схем, причем каждая триггерная ячейка предназначена для приема, хранения и последующей выдачи одного двоичного разряда.

В зависимости от структуры логических схем, управляющих приемом и выдачей числа, различают регистры параллельного, последовательного и комбинированного действия.

В регистрах параллельного действия все разряды информации вводятся и выводятся одновременно. Они обычно предназначаются для хранения информации, стробыр р-В этом случае их часто называют регистром памяти (рис. 6.21, а).

Вход

D Т С

> Выход

Запись

Информация

-Выход параллельный-.

I Выход

последовательный

Рис. 6.21. Схемы параллельного (а) и последовательного (б) регистров



[0] [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]

0.0008