6. Преобразователи импеданса (пи). Функциональные преобразователи (фп).

ПИ предн-ны для согласования импедансов (полных вх-х сопрот-ий) электрических схем, источников сигнала и нагрузки.

Различают 2 вида ПИ:

1) преобразователи вх-го импеданса, которые осуществляют согласование электрической схемы с источниками сигнала;

2) преобразователи вых-го импеданса, которые согласуют выходное сопротивление электрической схемы с энергетическими свойствами отсчетных устройств.

К преобразователям вх-го импеданса обычно предъявляются требования достижения максимальной мощности в нагрузке при обеспечении допустимого значения погрешности.

К преобразователям вых-го импеданса осн-ое треб-ие – обеспечение при наим-ей погрешности минимального влияния прибора на объект измерения.

Чаще всего ПИ реализуются, как электр-ие усилители мощности с коэф-том преобразования, близким к 1. След-но они явл-ся по способу реализации разновидностью масш-х проебр-лей. В качестве ПИ исп-ся катодные, эмиттерные, истоковые повторители и усилители в интегральном исполнении с единичной ОС.

Функциональные преобразователи (ФП) – преобразовательные элементы электрических измерительных структур, служащие для преобразования сигнала измерительной информации в соответствии с заданной нелинейной зависимостью.

В АИП используется аппаратное моделирование одной переменной ограниченного класса функций (степенных, показательных, логарифмических, тригонометрических). Наиболее часто встречаются логарифмирование, потенцианирование, возведение в квадрат и куб, реализация функции  .

Реализация АИП осущ-ся одним из 2-х способов:

1) предполагает использование эл-тов с естественной нелинейностью ВАХ или иной хар-ки в сочетании с линейной цепью, которая нужным образом корректирует характеристику нелинейного элемента. Естественная нелинейность характерна ВАХ диодов, элетр-х ламп. Эти нелин-ые хар-ки либо не подаются точному математическому описанию, либо описывающие их выражения сложны и редко полностью совпадают с аналитическим выражением требуемой функции преобразования. Такое несовпадение вызывает появление погреш-ти преобразования, которая оценивается  разностью между значениями реальной и номинальной функциями преобразования, при одинаковых значениях аргумента.

2) построение цепи, обеспечивающей ступенчатое  изменение постоянных коэффициентов её функции преобразования в зависимости от входной величины. Этот способ позволяет реализовать кусочно-ступенчатую, кусочно-линейную и в общем случае кусочно-нелинейную аппроксимацию монотонных функций. Наибольшее применение в приборах находит кусочно-линейная аппроксимация, при которой нелинейные элементы используются только в ключевом режиме, осуществляя коммутацию линейных цепей, обеспечивая нужное значение коэффициентов функции преобразования.

 

 

 

 

7. Электронные вольтметры (эв). Достоинства и недостатки. Структурные схемы эв. Влияние входного сопротивления эв на результат измерения.

Обладают высокой чувствительностью, имеют большое входное сопротивление и малое собственное потребление, используются в широком диапазоне частот 0 – 1 ГГц,   обеспечивают более высокую точность измерения малых напряжений в высокоомных цепях и в цепях с повышенной частотой. Недостатки: высокая стоимость, необходимость источника вспомогательного напряжения, имеют относительно большую приведенную погрешность (до 5%). ЭВ универсальны – используются для измерения постоянных, переменных, импульсных, напряжений в широкой или узкой полосе частот; могут измерять, как амплитудные, так и действующие значения.

Структурные схемы ЭВ.

ЭВ постоянного тока строят на основе усилителей непосредственной связью

 

ЭВ пост-го тока с пределом измерения от 0,1В и выше можно выполнять по схеме 1) . ЭВ по схеме 2) используют для измерения относительно малых напряжений (<0,1В), т.к. они более чувствительны.

ЭВ переменного тока.

Выполняются по одной из двух схем:

,

где Д -  детектор.

Электронные вольтметры выполненные по схеме 1) имеют широкую область частот измеряемых напряжений до 1 ГГц, но обладают меньшей чувствительностью по сравнению со схемой 2), которая работает в области частот до 1 МГц.

У ниверсальные вольтметры, как правило строятся на основе усилителей постоянного тока.

 

 

 

И мпульсные вольтметры по структуре близки к вольтметрам переменного тока. Однако схемная реализация отдельных функциональных узлов и требования к ним заметно отличаются.