Измерительный усилитель с частотомером и блоком питания

Нетрудноувидеть,чтоздесьрольобратногопреобразователявыполняетрезисторКR.Есликоэффициентусиленияотличается от заданного значения ( К + ∆К ), то на входе ОУ DА2 появляетсясигнал.ОнусиливаетсявК2раз ОУDА2,гдеК2=−RIR.Результирующий коэффициент усиления определяется из уравнения(1.7),а вслучае выполненияусловияК2>>1 —из уравнения(1.8).ОсновнымограничениемнапутиувеличенияточностиполученияопределенногокоэффициентаусилениязасчетиспользованияусилителейсбольшимкоэффициентомусиленияК2являетсяпотерясхемойустойчивости,таккакточностьобратногопреобразователяможетбытьвесьмавысокой(погрешностиноминаларезистораможнополучитьнауровнесотых - тысячных долей процента). Кроме того, дрейфы нуля ОУ DA2 никакнекомпенсируются.НапряжениесмещениянуляОУDА2приведеткпоявлениюнавыходеОУDА1постоянногонапряжения,практическиравногоUсм2• К.СцельюувеличениякоэффициентаусиленияК2присохраненииширокой полосы пропускания усилителя можно использовать схему рис. 3.4,б.Принциппостроенияееаналогиченсхемерис.3.4,а.ВнейкоэффициентК2 равенR*,RлК2=-•—.(3.5)2RRВозможность уменьшения коэффициента усиления у ОУ DА2 и DА3позволяетрасширитьихполосупропускания.ВтожевремяихрезультирующийкоэффициентусиленияК2,определяемыйкакпроизведениекоэффициентовусиленияОУDА2иDА3,достаточнобольшой. Однако введение второгоусилителя дополнительно увеличиваеттрудностисобеспечениемустойчивости.Вследствие этого в реально встречающихся случаях коэффициентусиленияК2обычно непревышаетнесколькихдесятков.Значительно лучшие результаты удается получить в случае, если цепькоррекции"работает"тольковнизкочастотнойобластиинапостоянномтоке (коррекция аддитивной погрешности) (рис. 3.5, а). В таких схемах невозникаетпроблемсобеспечением устойчивости,таккакОУDА2представляетсобойфильтрнизкихчастот.ЧастотасопряженияасимптотЛАЧХунегоравнаП+Куи.RC31.ЕслиОУDА2имеетмалыйдрейфнуля,тоуОУDА1аддитивнаяпогрешностьбудетблизкакнулю.Наличиецепикоррекции практически меняет частотную характеристику ОУ DА1 в областивысоких частот.Вусилителях переменного напряжениясмещениенуляможнокомпенсироватьспомощьюсхемырис.3.5,б.Она,какправило,работаетустойчивовсвязистем, чтоОУDА2представляет собой фильтр низких частот первого порядка,имеющийбольшуюпостояннуювремениВ схемах рис. 3.5, вкачестве ОУDA2целесообразно использоватьусилителиМДМилиструктурыспериодическойкоррекциейнуля.Рис.3.5Резисторыцепи сравнения сигналовследуетбратьпрецизионными (R3, KR3 ), так как от их погрешностей в первую очередьзависятпогрешностипреобразования.Устройстводляизмерениячастотывыходногосигнала,измерительногоусилителя.Вторичныйисточникнапряженияпитанияразработанногоустройства (блок питания должен обеспечивать все необходимые напряжения,используемые для работы схемы, кроме внешнего устройства определяемогосигналамиA,B,C,D).ЗАКЛЮЧЕНИЕВходевыполнениякурсовойработыспроектированыэлектронныеаналоговыеустройстваипреобразователиизмерительныхсигналов,используемыевинформационно-измерительной технике. На их основе на практике можно создатьдостаточносложныеэлектронныеустройствасметрологическимихарактеристикамиипараметрами,ккоторымпредъявляютсяжесткие требования.Врамкаходногозаданияневозможнорассмотретьвсевопросы,скоторымиприходитсясталкиватьсяприсозданииизмерительныхустройствразличногоназначения.Поэтому базовыйопыт полученный врезультатевыполненияданнойработы,будетдостаточендлятого,чтобынайтисвойподход красчетампараметровихарактеристиксоздаваемогоконкретногоустройства.СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВГусевВ.Г.,ГусевЮ.М.Электроника.-М.:Высшая школа,1991.-622с.ГутниковВ.С.Интегральнаяэлектроникавизмерительныхустройствах.2-еизд.,перераб.идоп.-Л.:Энергоатомиздат,1988.-304 с.Проектированиеусилительныхустройств/Подред.Н.В.Терпугова.-М.:Высшаяшкола,1982.-190с.Воробьев Н.И. Проектирование электронных устройств: Учебное пособие длявузовпоспец."Автоматикаиуправление в технических системах".-М.:Высшаяшкола,1989.-223с.ПолуляхК.С.Электронныеизмерительныеприборы.-М.:Высшая школа,1966.-400 с.МеерсонА.М. Радиоизмерительнаятехника.-Л.:Энергия,1978.-408с.ВолгинЛ.И. Измерительные преобразователипеременногонапряжениявпостоянное.-М.: Сов.радио,1977.-240с.Аналоговыеэлектроизмерительныеприборы/Е.Г.Бишард,Е.А.Киселева,Г.П.Лебедевидр.-М.:Высшаяшкола,1991.—415с.ЛамекинВ.Ф.Широкополосныеинтегральныеусилители.-М.:Сов.радио,1980.-224 с.ПоповВ.С.,ИсаевВ.И.Быстродействующиймикропроцессорныйпреобразовательдействующихзначенийнапряженияпеременноготока.-М.:Измерительнаятехника,1983,№1ТимонтеевВ.Н.,ВеличкоЛ.М.,ТкаченкоВ.А.Аналоговыеперемножителисигналовврадиоэлектроннойаппаратуре.-М.: Радио и связь,1982.- 112 с.