Лекция 12 пнк последовательного сравнения.

Такие преобразователи непрерывно сравнивают преобразуемый сигнал с единицей эталонного напряжения до момента совпадения эталонного напряжения с преобразуемым.

Эталонное напряжение может быть как ступенчатое, так и пилообразное.

Пнк со схемой промежуточного преобразования.

Схема промежуточного преобразования представляет собой:

ГИ – генератор эталонных импульсов;

Сх.ф. – схема формирования;

Ст. – счетчик.

I. 2 – f_э = const

1 – T_x = var

3

ГИ выдает импульс стабильной постоянной частоты, а в схеме совпадения переменный интервал T_х заполняется импульсами постоянной частоты. Счетчик подсчитывает К_х , соответствующее количеству импульсов.

Существуют схемы, где ГИ может выдавать эталонные интервалы, а схема формирования меняет частоту в зависимости от U_x . Такие схемы используются редко, так как частота может меняться еще и от помех.

II. 1 – T_э = const

2 – f_x = var

3

Схема может иметь погрешности:

1. Возможность нестабильной частоты ГИ. Необходим источник импульсов, стабилизированный по частоте.

2. Нестабильность фронтов импульсов измеряемой и эталонной частот. Для устранения необходимо чтобы импульс был более узким.

3. Методическая погрешность, которую необходимо учитывать. Несинфазность импульсов эталонной и измеряемой частот.

T_x – измеряемый переменный интервал;

;

.

Можно оценить относительную погрешность:

;

;

.

Для уменьшения погрешности можно технически привязать начало работы генератора эталонных импульсов к моменту появления стартового импульса интервала T_x .

Тогда получим:

;

;

;

Погрешность уменьшается в два раза.

;

;

;

;

;

.

Для уменьшения погрешности интервала «b» используют систему точного и грубого отсчета.

ЛЭ – логический элемент;

СЧ – счетчики;

ГЭИ – генераторы эталонных импульсов;

ГЭИ1 – генератор эталонных импульсов грубого отсчета;

ГЭИ2 – генератор эталонных импульсов с частотой на порядок выше, чем частота ГЭИ1.

Первоначально работает генератор эталонных импульсов 1, а второй не работает. Система ведет грубый отсчет. В момент прихода стоп импульса включается ГИ2 и через ЛЭ начинает идти импульс точного отсчета. Это происходит пока импульс t_k не совпадет с импульсом первого генератора. В этот момент счетчик 2 отключается и считывается – сколько импульсов грубого и точного отсчета.

ПНК – последовательного сравнения с генератором пилообразного напряжения.

Схема включает промежуточное преобразование напряжения во временной интервал.

ГПН – генератор пилообразного напряжения

НО – нуль-орган

Т – триггер

ГИ – генератор импульсов

СТ – счетчик двоичного кода

В отсутствии сигнала с НО триггер устанавливается в положение «1» запускающим импульсом.

При этом схема «И» открывается и на счетчик поступают импульсы генератора ГИ. Как только U-пилы (эталонное) сравняется с Ux, триггер перебрасывается в «0» и схема «И» закрывается, на счетчике фиксируется код, соответствующий Ux.

В начале каждого цикла старт-импульс запускает ГПН и начало нарастания пилообразного напряжения совпадает с началом интервала T_x. Одновременно открывается ключ «Н» и на счетчик начинают поступать импульсы f_э. Когда U_x сравняется с U_э, НО прекращает доступ импульсов в счетчик и с выхода снимается цифровой эквивалентный U_x.

Требования к ГПН.

1. |Ux-Uп| = Uср – погрешность в расчетном интервале времени

t_ф – длительность фронта пилы

Погрешность:

1. Нелинейность пилообразного напряжения

2. Неточность срабатывания схемы сравнения (нуль-органа)

3. Нестабильность частоты генератора импульсов.

4. Отсутствие синхронизации канала развертки эталонного напряжения с 1-м импульсом схемы формирования.