Измерение параметров напряжения различной формы. Кунцевич В.А. - 15 стр.

      Преобразователь амплитудных значений (амплитудный или пико-                                      U ср ≈ U m + U 0 ,
вый детектор). Подобные преобразователи наиболее широко использу-
ются вследствие простоты их схемного решения и широкополосности.         где Uср - среднее значение напряжения на выходе детектора; на
Они являются самыми широкополосными из известных преобразователей        практике
напряжения переменного тока в постоянное напряжение. Схемы ампли-                                      U ср < U m + U 0 .
тудных детекторов с открытым и закрытым входами приведены на
                                                                         Относительную погрешность преобразования можно вычислить по форму-
рис. 13, а и б соответственно. Принцип действия амплитудного детек-
                                                                         ле
тора основан на быстром заряде конденсатора С до амплитудного
значения измеряемого напряжения через диод с малым прямым сопро-                                  U ср − U m − U 0         T          1
                                                                                            δ =                      =−          =           ,   (12)
тивлением Rдп и медленном разряде через сопротивление, включающее                                    U m + U0             2 RC       2 fRC
сопротивление источника Rист, сопротивление нагрузки детекто-
ра R и большое обратное сопротивление диода Rд0.                                   2π
                                                                         где T =        .
                                                                                 ω
                                                                              При этом необходимо иметь в виду, что величина RС не может
                                                                         быть большей, так как при этом увеличивается инерционность вольт-
                                                                         метра.
                                                                              В амплитудном детекторе с закрытым входом (рис. 13,6) диод
                                                                         включен параллельно резистору нагрузки R. При положительной по-
                                                                         луволне диод открывается, и заряжается конденсатор С. Время за-
                                                                         ряда
                                                                                                   τ з = C ( Rд + Rист ).
                                                                         При Uс>U(t) диод закрывается, начинается разряд конденсатора.
                                                                         Время разряда
                                                                                                      τ p = C ( R + Rист ).

                                                                               Так как вход преобразователя закрыт, то U c ≈ U m . Таким обра-
                                                                         зом, вольтметры, использующие амплитудные детекторы с закрытым
                                                                         входом измеряют амплитудное значение без постоянной составляющей.
                                   Рис. 13.
                                                                         Изображенные на рис. 13 преобразователи амплитудных значений при-
      Амплитудный детектор с открытый входом (рис. 13, а) работает       годны для измерения положительных пиковых значений. Для измерения
следующим образом. От источника напряжения с сопротивлением Rист         отрицательных пиковых значений необходимо поменять полярность вклю-
на вход преобразователя подается напряжение U(t):                        чения диодов.
                                                                               Амплитудные детекторы с закрытым и открытым входами применя-
                         U (t ) = U 0 + U m sin ω t .
                                                                         ются в универсальных и высокочастотных вольтметрах. Погрешность из-
     При U(t)>Uc диод открыт (рис. 13, в), и происходит заряд            мерения зависит от частоты. Выражение (7) показывает, что погреш-
конденсатора. Время заряда τз определяется следующим образом:            ность увеличивается с уменьшением частоты. Это выражение позволя-
                 τ з ≈ ( Rист + Rд ) / C при R>>Rист+Rдп.                ет определить нижнее значение рабочей частоты.
                                                                               Верхнее значение рабочей частоты ограничено паразитными пара-
      При U(t)