Rc-генератор прямоугольных импульсов на интегральном усилителе постоянного тока. Измерительный преобразователь среднего значения, страница 16


Рис4. Диаграмма, иллюстрирующая формирование

выходного напряжения тракта МДМ

Фильтр служит для получения напряжения Uср, пропорционального осредненным за период Т вольт-секундным площадям выходного сигнала демодулятора. Поэтому коэффициент передачи Кдм×Кф последовательно включенных блоков демодулятора и фильтра при tм®¥ можно считать равным ½ (отношение среднего значения выходного сигнала фильтра к амплитуде входного импульсного сигнала демодулятора). Таким образом, в рассмотренной схеме коэффициент передачи тракта модулятор-демодулятор составляет не более:

Кмдм=КмКусКдмКф=Кус/4.

Способ усиления малых сигналов по схеме МДМ реализован по интегральной технологии в микросхемах К140УД13 (УД17) [1, с.39]. Микросхемы содержат модулятор, демодулятор, усилитель переменного тока, основной усилитель и фильтры. Перед усилением входной сигнал разделяется на высокочастотную и низкочастотную составляющие. Низкочастотная составляющая модулируется, а затем модулированный сигнал усиливается усилителем переменного тока. С выхода усилителя переменного тока сигнал поступает на демодулятор, который восстанавливает усиленную низкочастотную составляющую входного сигнала. После демодулятора сигнал проходит через фильтр низкой частоты и подается на сумматор, где складывается с усиленной основным усилителем высокочастотной составляющей входного сигнала. Недостатком таких усилителей является пониженное быстродействие вследствие влияния динамических свойств тракта МДМ – в динамике реакция тракта МДМ на единичный скачек по огибающей соответствует пропорционально-дифференцирующему или инерционному звену.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Схема, формирующая управляющие напряжения необходимой частоты для работы М и ДМ, находится в верхней части лабораторного планшета. В неё входит RC-генератор  прямоугольных  импульсов  (DA1),  делитель  по  модулю 2 (DD1.1) и ключи на биполярных транзисторах (VT1,VT2). На микросхемах DD2 и DD1.2 собрана часть схемы, используемая при исследовании тракта МДМ в динамическом режиме.

При исследовании диаграмм работы схемы рекомендуется установить чувствительность осциллографа по первому и второму  каналам  0.5В/дел. Установить синхронизацию по первому каналу. Входным переключателем осциллографа отключить 1-й канал и, регулируя ручку перемещения луча по вертикали, установить луч на линии разметки «время/дел». Перевести входной переключатель в положение, соответствующее  открытому входу усилителя вертикального отклонения луча. Аналогично произвести настройку 2-го канала.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1.  Лабораторный источник напряжений ±15В.

2.  Макет лабораторного стенда «Усилитель с тактом МДМ».

3.  Осциллограф С1-83 (С1-93) с двумя шнурами.

4.  Вольтметр В7-37 со шнуром.

5.  Соединительные провода (3 шт.).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.  ПОДГОТОВКА К ИССЛЕДОВАНИЮ

Зарисовать в отчёт схему тракта МДМ (без схем управления ключами, делителя (R17,  R18,  R19) и источника входного сигнала на стабисторе).

Выписать в отчет указанные на планшете значения номиналов элементов модулятора, усилителя, разделительных RC-цепей, фильтра. С помощью соединительных проводов подать на планшет питающие напряжения ±15В. и установить регулировкой R21 максимальное значение постоянной времени модулятора tм=С6(R20+R21) (при необходимости измерения R21 переключатель SA1 надо временно перевести в положение «вкл» для подключения верхнего по схеме вывода R21 к свободному гнезду). Рассчитать и указать в отчете постоянную времени модулятора tм, коэффициент усиления усилителя (ОУ DA2.1, DA2.2), постоянные времени усилителя tус и демодулятора tдм.

2.  ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ТРАКТА МДМ В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

2.1 Используя осциллограф убедиться в наличии импульсных управляющих напряжений на затворах полевых транзисторов модулятора и демодулятора.