ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
те генератора счетных импульсов пропорционально величине измеряе-
мого напряжения.
Основными слагаемыми погрешностей в подобном АЦП являются:
непостоянство угла наклона и нелинейность напряжения, выра-
батываемого генератором линейно изменяющегося напряжения;
погрешность сравнения напряжений U
х
и U
0
с линейно изме-
няющимся напряжением;
нестабильность частоты генератора счетных импульсов;
погрешность дискретности, вызванная как несинхронностью на-
чала измеряемого интервала времени Т
х
и начала появления счетных
импульсов, так и в общем случае отсутствием кратности измеряемого
периода и периода счетных импульсов;
воздействие напряжения помех на результат измерения.
Устранение последнего недостатка возможно путем включения
фильтров на входе АЦП. Однако это приводит как к усложнению кон-
струкции АЦП, так и к увеличению времени измерения.
Цифровые вольтметры, использующие подобные АЦП, имеют по-
грешность 0,1 - 0,05%. Преимуществом таких АЦП является простота
их технической реализации. Это преимущество теряется при повышении
требования к точности преобразователя в основном за счет усложне-
ния конструкции ГЛИН.
Время-импульсные АЦП интегрирующего типа. Наибольшее распро-
странение получили АЦП с двойным интегрированием. Структурная схе-
ма и временные диаграммы, поясняющие принцип работы приведены
на рис. 11,а и б соответственно. На схеме введены дополнительные
обозначения: ИНТ - интегратор (например RC), БУ - блок управле-
ния.
АЦП работает следующим образом. Блок управления формирует
последовательность прямоугольных импульсов с длительностью T
1
, и
пауз - длительностью T
2
. В момент появления импульса входное на-
пряжение U
вх
подается на вход интегратора. Интегрирование напря-
жения осуществляется за время T
1
. Напряжение на выходе интеграто-
ра RС в момент окончания импульса запишется в виде
1 1
1 1
1 1
( ) ( ) ( ) .
1
0 0
T T
T T
U t U t dt U U t dt U
вх x п x
RC RC RC RC
= = + ≈
∫ ∫
24
По окончании импульса заканчивается первый такт интегрирова-
ния. В начале такта T
2
от интегратора отключается измеряемое на-
пряжение U
вх
, и подключается опорное образцовое напряжение Е
обр
обратной полярности. Во втором такте интегрируется опорное напря-
жение до момента времени, когда напряжение на интеграторе сравня-
ется с нулем. Длительность второго такта интегрирования Т
x
про-
порциональна величине измеряемого напряжения. Чем больше величина
измеряемого напряжения, тем больше длительность второго такта.
Действительно, напряжение U
2
(t) на выходе интегратора в момент
окончания второго такта запишется в виде
1
1 1
( ) 0.
2
0
T
E T
x
U T U T
x
обр
x x
U t E dt
обр
RC RC RC RC
= − = − =
∫
Отсюда
.
1
E T
x
обр
U
x
T
=
25
те генератора счетных импульсов пропорционально величине измеряе-
мого напряжения.
Основными слагаемыми погрешностей в подобном АЦП являются:
непостоянство угла наклона и нелинейность напряжения, выра-
батываемого генератором линейно изменяющегося напряжения;
погрешность сравнения напряжений Uх и U0 с линейно изме-
няющимся напряжением;
нестабильность частоты генератора счетных импульсов;
погрешность дискретности, вызванная как несинхронностью на-
чала измеряемого интервала времени Тх и начала появления счетных
импульсов, так и в общем случае отсутствием кратности измеряемого
периода и периода счетных импульсов;
воздействие напряжения помех на результат измерения.
Устранение последнего недостатка возможно путем включения
фильтров на входе АЦП. Однако это приводит как к усложнению кон-
струкции АЦП, так и к увеличению времени измерения.
Цифровые вольтметры, использующие подобные АЦП, имеют по-
грешность 0,1 - 0,05%. Преимуществом таких АЦП является простота
их технической реализации. Это преимущество теряется при повышении
требования к точности преобразователя в основном за счет усложне-
ния конструкции ГЛИН.
Время-импульсные АЦП интегрирующего типа. Наибольшее распро-
странение получили АЦП с двойным интегрированием. Структурная схе-
ма и временные диаграммы, поясняющие принцип работы приведены
на рис. 11,а и б соответственно. На схеме введены дополнительные
обозначения: ИНТ - интегратор (например RC), БУ - блок управле- По окончании импульса заканчивается первый такт интегрирова-
ния. ния. В начале такта T2 от интегратора отключается измеряемое на-
АЦП работает следующим образом. Блок управления формирует пряжение Uвх, и подключается опорное образцовое напряжение Еобр
последовательность прямоугольных импульсов с длительностью T1, и обратной полярности. Во втором такте интегрируется опорное напря-
пауз - длительностью T2 . В момент появления импульса входное на- жение до момента времени, когда напряжение на интеграторе сравня-
пряжение Uвх подается на вход интегратора. Интегрирование напря- ется с нулем. Длительность второго такта интегрирования Тx про-
жения осуществляется за время T1. Напряжение на выходе интеграто- порциональна величине измеряемого напряжения. Чем больше величина
ра RС в момент окончания импульса запишется в виде измеряемого напряжения, тем больше длительность второго такта.
T1 T1 T Действительно, напряжение U2(t) на выходе интегратора в момент
1 1 1 T1
U1 (t ) = ∫ U вх (t ) dt = U x + ∫ U п (t ) dt ≈ U x . окончания второго такта запишется в виде
RC 0 RC RC 0 RC
U x T1 1 Tx U xT1 Eобр Tx
U 2 (t ) = − ∫ Eобр dt = − = 0.
RC RC 0 RC RC
Отсюда
Eобр Tx
Ux = .
T1
24 25
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
