6.3. Перетворювачі трикутник–синус

Метрологічні параметри синусоїдного виходу визначаються насамперед параметрами перетворювача трикутник–синус ПР. В основі принципу їх дії лежить метод або відрізково-лінійної, або відрізково-нелінійної апроксимації синусоїди. Найширше вживаним є перший метод, суть якого полягає в апроксимації четвертини синусоїди Y=sinX дискретною функцією з числом сегментів n, враховуючи симетричність синусоїди відносно паралельних осі ординат прямих та відносно точок перетину її графіком осі абсцис. Вона може здійснюватись дотичними, хордами або січними. Показано, що за коефіцієнтом гармонік К_г, вихідної синусоїди, вони практично рівнозначні при однаковому n, причому К_г, зменшується із зростанням n. В апаратній реалізації використовують діодно-резисторні ланки (ДРЛ), або спосіб з попереднім перетворенням трикутник-трапеція.

На рис. 6.4 показана структура шестисегментного синусоїдного перетворювача трикутник-синус на основі підсилювача з відрізкові-лінійним зв’язком [61]. Із зростанням вхідної напруги почергово включаються діоди та шунтують масштабний резистор R₀. Тангенс кута нахилу будь-якої з ділянок апроксимації tgα_i знаходиться за співвідношенням [61]

, (6.3)

де - провідності масштабних резисторів, відповідно R₀ та R_i.

Для забезпечення малого коефіцієнта гармонік К_г підбирають відповідні пари діодів VD1-VD2, …, VD9-VD10 та встановлюють попарно рівними значення опорних напруг різної полярності | +U_0i|=|-U_0i|, що є великим недоліком таких ПР. В реальних схемах отримують такі значення коефіцієнта

Рис. 6.4. Шестисегментний синусоїдний перетворювач

а) структура; б) епюра напруг

гармонік К₁: К_г<0,5 % до 1 0 кГц; К_г< 1% до 100 кГц; К_г<1,5 % до 1 МГц [60]. Зменшити значення коефіцієнта гармонік вдається з використанням перетворювачів з попереднім перетворенням трикутник-трапеція. На рис. 6.5 проілюстрований принцип реалізації перетворювачів трикутник-синус із попереднім перетворенням трикутник-трапеція.

Основою таких перетворювачів є диференціальний каскад з генератором струму VТ3, R_і, U_0i. Струм генератора обмежений значенням:

, (6.4)

де U_0i – значення опорної напруги; U_бе – напруга база-емітер VТ3; R_і – струмозадавальний резистор.

Вихідна напруга перетворювача U_вих, отримується, як сума напруг всіх каскадів диференціальних підсилювачів:

. (6.5)

Підсумовування струмів всіх ланок здійснюється на колекторному резисторі R_k. Така побудова перетворювача, особливо виконаного за

Рис. 6.5. Схема перетворювача з попереднім перетворенням

трикутник-трапеція

а) схема одного вузла; б) часова діаграма роботи

і нтегральною технологією, забезпечує малий коефіцієнт гармонік К_г<0,3 % на частотах до 100 кГц) в широкому частотному та температурному діапазоні -50...+50 ⁰С, не потребує підбору транзисторів і широко використовується в сучасних ФГ [41, 60].

Відрізково-нелінійні перетворювачі через відсутність ідентичних нелінійних компонентів не знайшли широкого практичного застосування.

7. Комутаційні елементи

7.1. Заступна схема комутаційних елементів

7.2. Електромеханічні комутаційні елементи

7.3. Комутаційні елементи на біполярних транзисторах

7.4. Комутаційні елементи на польових транзисторах

7.5. Оптоелектронні ключі

Комутаційні елементи широко застосовуються в кодокерованих мірах як для побудови кодокерованих подільників, так і зміни конфігурації структури при автоматичному перемиканні піддіапазонів відтворення, а також розширенні функціональних можливостей кодокерованих мір. Оскільки будь-який ключ має залишкові параметри, що, в результаті, призводить до появи інструментальних похибок кодокерованих мір, то, очевидно, слід добре вивчити схемотехнічні особливості реалізації ключів, які найчастіше використовуються на практиці. У першу чергу це електромеханічні ключі, ключі на основі біполярних та польових транзисторів та оптоелектронні ключі.