В вольтметрах пост. U-я , выпускаемые промышленностью нашли широкое применение УПН. 1. усилители с непосредственными связями
2. усил. типа модуляция – усиление - демодуляция (МДМ)
3. усил. на основе магнитоэлектрических гальванометров с фотопреобразователями (фотогальванические усилители -ФГУ).
Элементная база 1) и 2) типов – электр. лампы и транзисторы.
В 1) ламповые усилители с непосредств. связями – дрейф «0»=30-100 мВ/ч
Транзисторные усилители с непоср. связью – др. «0»=10-100 мкВ/°С (основныя причина – изменение температуры).
В 2) МДМ дрейф до «0» 0.01-10 мкВ/0С и 0.01-10 мкВ/ч.
В 3) в ФГУ луч света, отраженный зеркальцем и жестко скреплен с рамкой гальванометра, падает на дифференциальный фоторезистор и при отсутствии тока в рамке освещает равные площади ДФРÞ сопротивление фоторезисторов одинаково. В этом случае Uвых мостовой цепи, в которую включен ДФР равно 0. При повороте рамки смещение светового пятна приводит к R одного фоторезистора и ¯другогоÞ появляется Uвых.
Дрейф ФГУ невысокий 0.01-1 мкВ(обусловлено термоЭДС входной цепи).
3. Обратные связи.
Факторы: t°, f, старение, нелинейность. Усилители должны иметь стабильный коэф. усиления К . Нестабильность необходимо свести к min. Наиболее эффект. стабилиз. К – введение отрицательной обратной связи (ООС).
Во входную цепь усилителя вводят напряжение обратной связи Uос пропорциональное входному сигналу усилителя и на его входе действует Uу=Uвх-Uос.
При последовательном сложении сигналов во входной цепи усилителя ООС называется последовательной.
Если Uос пропорционально Uвых, то усилитель охвачен ООС по напряжению (рис. а). Для схемы а) Uвых=КUу=(Uвх-Uос)*К , а Uос=Uвых* R1/(R1+R2)=Uвых*b , где b=R1/(R1+R2) – коэф. передачи цепи ООСÞ Uвых=К*(Uвх-Uвых*b)Þ Кос=Uвых/Uвх=К/(1+Кb).
Считают что усилитель охвачен глубокой ООС, если Кb>>1 Þ Кос»1/b=(R1+R2)/R1=1+R2/R1 т.е. Кос определяется отношением R2/R1 ООС и в первом приближении не зависит от коэф. усиления усилителя К.
С введением ООС по U-ю уменьшается выходное сопротивление усилителя (в реальных условиях оно ¹0) примерно в Кb + 1 раз, что позволяет ¯ изменение Uвых при изменении Rнаг Þ действит. при тока в нагрузке (из-за увеличения падения напряжения на выходном сопротивлении усилителя) Uвых ¯ÞUос ¯, а Þ к Uу и поэтому к Uвых. Это увеличение Uвых компенсирует U выходное усилителя.
В усилителе с ООС по току (рис. б) Iвых=К*(Uвх-Uос)/(Rнаг+Rос) Uос=Rос*Iвых Þ КI=Iвых/Uвх=К/(Rнаг+Rос(1+К)) – коэф. усиления усилителя по току. При глубокой ООС, т.е. при Rос*(К+1)>>Rнаг имеет размерность проводимости.
С введением ООС по току Rвых усилителя и ¯изменение выходного тока при изменение Rнаг. Важно, что входное сопротивление усилителя, охваченного последовательной ООС, увеличивается в (Кb+1) раз при ООС по U-ю и I-у.
Rвх.ос=Rвх*(1+Кb) , где Rвх.ос. – входное сопротивление усилителя, охваченного ООС.
Введение ООС позволяет расширить полосу пропускания усилителя. Улучшения характеристик усилителя при введении ООС ведёт к ¯ коэф. усиления.
4. Преобразователи. Применение в вольтметрах ~ U-я. Uвых – постоянная.
Преобразователи амплитудного значения (ПАЗ) строятся с накрытым (рис. б) и открытым (рис. а) входом.
В t0 заражается С до Umax и (Uсо=Umax) Þ закроется VD1 Þ С начинает заряжаться на R и когда Ucна С ¯ Þ диод открывается, начинает заряжаться С и т.д. Кпаз=Uсо/Umax.
Схема предназначена для измере6ния амплитудного входного сигнала положительной полярности. Для измерения сигнала отрицательной полярности – изменить полярность включения диода. На рис. б) ПАЗ с закрытым входом. Процесс заряда аналогичен. напряж. на С Uсо »Umax Þ напряж.=SUсо+Uвх С помощью фильтра RфСф напряжение усредняется и на выходе почти постоянно, близко к Umax .
Входное эквивалентное сопротивление ПАЗ (Rвх.эк) – это такое линейное сопротивление, которое потребляет от источника сигнала ту же активную мощность, что и схема ПАЗ. Для схемы а) Rвх.эк.=R/2 , для б) Rвх.эк.=R/(3+(R/Rф))
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.