ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ЧАСТОТНО­ЗАВИСИМЫМИ ЦЕПЯМИ

Структурные схемы ИП с частотно-зависимыми целями, работающих в широком диапазоне

Структурная схема преобразователя напряжения в частоту следо­вания импульсов со степенной функцией преобразования приведена на рис. 5.3. Пороговые элементы ПЭ1—ПЭп, управляемые делители на­пряжения У ДНІ—УДНп, инвертор НЕ и схемы запрета С31—СЗп выполняют те же функции, что и в преобразователях напряжение — напряжение. Функцию умножителей выполняет цепь последовательно

соединенных триггерных делителей частоты ДЧ1—ДЧп. Особенность преобразователя заключается в том, что диапазон выходных частот основного ИП соответствует наивысшим выходнык частотам широкого диапазона ИП в целом. Каждый делитель частоты имеет коэффициент деления, равный dm, где d характеризует диапазон основного ИП, т — показатель степени воспроизводимой функции. Поэтому при изменению входного напряжения от начального значения [/Вх=£Л до значенияUBX=U2=Uid, когда все пороговые элементы находятся в исходном состоянии и открыт только ключ Клі, цепь делителей частоты, полно­стью включенная между выходами основного ИП и ИП в целом, делит ’частоту выходного сигнала основного ИП в dmn раз, где п — число по­следовательно включенных делителей частоты. В результате частота выходных импульсов ИП в целом находится в пределах самых низких частот диапазона, что соответствует рассмотренному методу расшире­ния диапазона преобразования. При достижении напряжением U вх зна­чений Ui+=Ud! t т. е. при /-м достижении верхней границы диапазона

основного ИП в результате срабатывания порогового элемента ПЭ1, запи­рающего ключ Клі и открывающего ключ Клі--1, между выходами основного ИП и ИП в целом исключается делитель ДЧІ. При этом ‘Общий коэффициент передачи (по частоте) цепи делителей частоты на выходе устройства возрастает в dп раз. Схема реализуема только при т>0.

Структурная схема преобразователя сопротивления или коэффи­циента передачи делителя напряжения в частоту f следования импуль­сов со степенной функцией преобразования представлена на рис. 5.4. Четырехполюсный линейный преобразователь сопротивления в напря­жение ПСН и подключенная к его выходу цепь последовательно со­единенных управляемых делителей напряжения включены в одну из ветвей мостовой ЧЗЦ как единый четырехполюсник. Вместо ПСН мо­жет быть включен делитель напряжения с преобразуемым коэффициен­том передачи. Амплитуда напряжения переменного тока на выходе. ПСН, пропорциональная преобразуемому сопротивлению (или коэффи­циенту пе^хедачи),, является переменной, воздействующей на пороговые элементы, включенные через амплитудные детекторы АД1—АДт„ В остальном ИП работает подобно рассмотренному на рис. 5.3.

Структурная схема логарифмического преобразователя напряжения - в длительность импульсов изображена на рис. 5.5. Для получения по­стоянных интервалов времени, суммируемых с длительностью выходных импульсов основного ИП, используется цепь последовательно соединен- ных элементов задержки Э31—ЭЗп, подключенная к выходу основного - ИП. Выходные импульсы ИП в целом формируются триггером Тгт который устанавливается в нулевое состояние по срезам выходных импульсов основного ИП — непосредственно или после задержки с по.-

мощью элемента задержки на время іт3, где т3 — время задержки; вносимое одним элементом, і — число элементов, используемых в дан­ный момент. Элемент задержки, выходной сигнал которого воздейст­вует на триггер Гг, выбирается в зависимости от числа сработавших пороговых элементов с помощью схем запрета, аналогичных используем мым в ИП со степенной функцией преобразования. Роль ключей (для нулевого сигнала) выполняют элементы ИЛИ — НЕ, выходы которых через сборку ИЛИ связаны с входом R триггера. Пороговые элементы, и управляемые делители напряжения работают так же, как в преобра­зователях «напряжение — напряжение». Поэтому если основной ИП имеет функцию преобразования т=Г log kUBx, где Г— период следова­ния его выходных импульсов с длительностью т, k—const, ТО длительг ность импульсов на выходе ИП в целом

Т2= Г log (k/dl) ІУвх-f t'Ts.

При T3=Togd получаем т2 = Г log&£/Bx. Данная схема ИП реа­лизуема, если при (т/Г)т/п=0,02ч-0,1 расчетное значение (т2/Г)та* .не превышает 0,9—0,95, т. е. значение DBых не превышает нескольких десятков (см. § 5.2).

Структурная схема преобразователя напряжения в длительность зшпульсов со степенной функцией преобразования подобна структурной ^хеме широкодиапазонного преобразователя «напряжение — напряже­ние» и отличается от нее лишь использованием вместо усилителей спе­циальных удлинителей импульсов, увеличивающих длительность посту­пающих на них импульсов в заданное число раз. Примеры схем удли­нителей импульсов описаны в [46]. В связи с отмеченной выше огра­ниченностью величины Dвых такая схема реализуема в основном при 0<т<1.

Структурная схема преобразователя сопротивления или коэффици­ента передачи делителя напряжения в длительность импульсов со сте­пенной функцией преобразования отличается от предыдущей схемы только соответствующим выполнением входной цепи — подобно схеме, представленной на рис. 5.4.

Обратные ИП с широким диапазоном преобразования — преобразо­ватели частоты следования импульсов в напряжение с логарифмиче­ской и степенной функциями преобразования по структуре полностью 'подобны соответствующим преобразователям напряжения и отличают­ся только входными цепями, в которых используются триггерные дели­тели частоты и выполняющие функции пороговых элементов устройства сравнения частоты следования импульсов с заданным значением.