В идеальном случае помеха на вход вольтметра
проходить не будет при условии баланса моста (рисунок 2а). Такая ситуация
маловероятна, потому что сопротивления 
и
и емкости 
и
разные по конструкции. Разбаланс
моста будет еще больше, если 
и 
будут равны нулю. Это условие вполне
вероятно, при малой длине ЛС и 
будем считать, равны нулю. Это самый
тяжелый случай и для моста, и для вольтметра и наибольшая часть помехи будет
попадать на вход вольтметра.
, 
, 
.
При этих условиях точки А и D (рисунок 3а) сходятся в одну. Реорганизованная схема изображена на рисунке 2б.
Полученную схему можно еще более упростить,
приняв 
, отбросив и
. Произведя изменения, получим схему
2в.
Разность потенциалов между точками А и В есть
составляющая помехи 
.
С учетом малости RВЫХ получим:
,
где 
.
Искомый коэффициент подавления 
будет равен: 
(1).
Для построения асимптотической ЛАЧХ наиболее
интересны участки 
и 
.
Для случая получаем:
(2).
Для :
(3).
Следовательно, спад ЛАЧХ происходит со
скоростью –20дБ/дек. Граница между участками – частота полюса: 
(4).
Не трудно обеспечить следующие параметры цепи:
RBF 0,1÷10 ГОм
GBF 0,1÷10 нФ.
При RBF
=
1 ГОм, GBF =1нФ, RВЫХ
=1кОм, имеем 
Гц, при r те
помехи 50 Гц получим 
. Такое подавление помехи в
большинстве случаев недостаточно.
Лекция 18
Комбинирование симметричного входа с экранированием.
На рисунке 1а корпус цифрового вольтметра играет роль экрана Э1, часть схемы вольтметра находится внутри другого экрана Э2, электрически изолированного от Э1. RCF и ССF – распределенное сопротивление и емкость изоляции между экранами. Электрическая схема внутри экрана Э2 не имеет гальванической связи с остальной схемой прибора. Электрическая связь осуществляется с помощью трансформатора ТР или через оптроны. Электрическое питание элементов, находящихся внутри экрана Э2 обеспечивается трансформатором со сложной схемой экранирования. Каждая обмотка трансформатора имеет собственный экран Э3–Э5. Кроме того обмотка, питающая элементы внутри Э2 сама помещена внутри Э2.
подобно схеме на рисунке 1 предыдущей лекции между входными зажимами А и В и экранами (точками С и F) имеются распределенные сопротивления и емкости изоляции RAC, CFC, RBF, CBF и так далее.
Экран Э2 прибора соединен с экраном линии связи Э6 , распределенное сопротивление экрана Э6 обозначено как r3.
r1 и r2 – распределенные параметры линии связи.
Таким образом, вольтметр имеет трехзажимный вход: точки А, В и С. В иностранной литературе точки А, В и С обозначаются Hi| Lo| Gu|.
Схему на рисунке 1а удобнее изобразить в виде моста см. рис. 2а.
Схема на рисунке 2а представляет собой 3 полумоста ADB, ACB, AFB. Она сложна для анализа, поэтому, отбрасывая мосты по очереди AFB, ACB, рассматривать схему будем в 3 этапа.
Исключив мост AFB видим, что схема практически не отличается от схемы на рис. 2а предыдущей лекции, затем исключаем, что переменная составляющая EOB подключена к мосту через делитель r3 RCF, CCF.
Поэтому все рассуждения, относящиеся к схеме 2а предыдущей лекции применимы и здесь. Следуя им преобразуем схему на рис 2а с отброшенным полумостом AFB преобразуется в схему на рис. 2б
то есть получился двухступенчатый делитель напряжения. С учетом малости RВЫХ и r3 по аналогии с формулой (1) предыдущей лекции, получим:
(1),
где 
.
Асимптотическая ЛАЧХ имеет 3 участка,
ограниченных частотами: 
и 
, 
,
где 
и 
большее
и меньшее значения из 
и 
.
На первом участке коэффициент подавления .
;
(2);
.
Для приближенного расчета примем 
ГОм, 
нФ.
При этом коэффициент подавления постоянной помехи общего вида 
дБ, то есть при 100В помехи,
проникшая часть 
=1пВ.
.
Отбросив теперь полумост ACB, получим схему, полностью совпадающую со схемой 2а предыдущей лекции. Поэтому все расчеты, используемые для входа 2а предыдущей лекции, применимы и здесь.
Лекция 19
Во входных цепях кодоимпульсных и
времяимпульсных цифровых вольтметров применяется для защиты от ЕHB
пассивные
RC–, RL–, RLC–фильтры,
а также активные фильтры, представляющие собой усилители с частотно зависимой
ОС. На рис. 1. входное напряжение UВХ содержит
кроме полезного сигнала, еще и помеху HB и
некоторую часть EOB.
Фильтр FF предназначен для создания UВЫХ с
отфильтрованными переменными состояниями помех HB и OB.
Смысл фильтрации заключается в разном коэффициенте отношения 
и 
.
При использовании постоянных фильтров
отношение может быть <1, отношение
переменных напряжений должно стремиться к нулю.
Степень подавления временного фильтром называют коэффициентом фильтрации
При
использовании постоянных фильтров отношение может быть <1,
отношение стремится к нулю.
Степень подавления временного сигнала фильтром называется коэффициентом фильтрации.
(1).
На рисунке 2а представлен простейший низкочастотный RC-фильтр. RВХ и СВХ – входное сопротивление и емкость цифрового вольтметра. Как правило, СВХ<C, RВХ >R. Благодаря этому практически весь плезный входной сигнал попадает на измерительную часть вольтметра.
Пренебрегая RВХ и СВХ,
из формулы (1) получим: 
(2), где
– постоянная
времени фильтра.
При 
:
.
В полосе пропускания фильтра при 
получаем коэффициент фильтрации,
близкий к нулю. Частоту при 
называют граничной
частотой фильтра.
Как видно из рисунка 2б, фильтр хорошо защищает от высокочастотной помехи и малоприменим для низкочастотной помехи.
При расчете фильтра для известной граничной
частоты пользуются формулой: 
.
Как было отмечено, для низкочастотных помех такой фильтр нее применим, поскольку основная помеха 50 Гц, то для «приличного» подавления коэффициента помехи постоянного времени нужно увеличить как минимум до 30 мс.
Как видно из рисунка 2б, для повышения коэффициен6та фильтрации НЧ- помех постоянную времени фильтра нужно увеличивать. При этом растет инерционность фильтра, что понижает быстродействие вольтметра в целом.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.