8. Выпрямительные цепи универсальных вольтметров. Пассивные паз.
В зависимости от параметров преобразуемого сигнала, которому пропорционально входное напряжение, преобразователи (детекторы) делят на:
- преобразователи амплитудных значений (ПАЗ)
- преобразователи средневыпрямленных (ПСЗ)
- преобразователи действующего значения (ПДЗ)
Основной характеристикой переменного напряжения считается его действующее значение, определяющее тепловое действие электрического тока. Поэтому подавляющее большинство приборов (шкалы) градуируются в действующих значениях напряжения, даже в тех случаях, когда информативным параметром преобразования является средневыпрямленное или амплитудное значение.
Преобразователи входных величин, выходное напряжение которых равно максимальному значению модуля входного сигнала, называют ПАЗ-ми (амплитуд-ми детекторами).
Схемы ПАЗов, выполненные на пассивных компонентах, называют пассивными.
Пассивные ПАЗы представляют собой диодно-конденсаторные выпрямительные схемы. Используются они главным образом на входе измерительных структур, в которых выпрямление сигнала предшествует усилению.
|
|
|
|
Чаще всего ПАЗ используется в универсальных вольтметрах.
а) Схема с открытым входом
б) Схема ПАЗ с закрытым входом.
Заряд
конденсатора С происходит в положительный
полупериод входного напряжения.
Постоянная времени заряда: 
,
где 
-
сопротивление источника, 
-
диода. Разряд конденсатора происходит
при закрытом диоде с 
. Общим
условием нормальной работы ПАЗ является
большое сопротивление нагрузки Rн так,
чтобы 
>>
Т (периода исследуемого сигнала),
а 
<< 
.
При
выполнении этих условий конденсатор С
за время одной полуволны заряжается до
максимального значения входного сигнала.
В промежутках между процессами зарядки
напряжение на конденсаторе изменяется
незначительно из-за большой
.
Эти
уменьшения напряжения компенсируются
подзарядкой конденсатора, происходящей
в каждый положительный период входного
сигнала. Постоянную времени выбирают
из условий: 
, 
, 
.
9. Активные паз. Паз импульс-х сигналов
ПАЗ применяются в схемах широкополосных вольтметров, особенно когда верхняя граничная область до десятков или сотен МГц.
Использование выпрямительных элементов в сочетании с ОУ позволяет существенно снизить порог чувствительности ПАЗа не несколько порядков.
Схема простейшего актив. ПАЗ:
Е
сли Uвх>0,
то диод VD1
смещается в прямом направлении
(открывается), подключая емкость С к
выходу ОУ. Конд-р заряжается до амплитудного
значения Uвх
с постоянной времени, определяемой
емкостью С и малым выходным сопротивлением
ОУ с единичной ОС.
При уменьшении Uвх диод смещается в обратном направлении и отключает конд-р С от входа ОУ.
Скорость разряда опр-ся значением конд-ра С и значением сопр-я, включенного //-но конд-ру.
Диод VD2 фиксирует вых-е напр-е ОУ на уровне –Uд, что уменьшает время, необходимое для перехода от режима разряда конд-ра С к режиму его заряда.
Погрешность преобр-я определяется неидеальностью ОУ, конечным значением обратных сопротивлений диодов и наличием тока утечки конденсатора С.
Акт-е ПАЗ не используются в широкополосных усилителях, примен-ся при создании ПАЗ импульсных сигналов.
ПАИ (ПАЗ импульс-х сигналов) - преобразуют амплитуду импульса в постоянное напряжение.
Особенности работы ПАИ определяется значительной скважностью импульсов (10+9) и малой длительностью импульсов.
Для измерения амплитуд имп-ов с большой скважностью (Q=1/) в ПАЗах постоянная времени заряда конд-ра должна быть увеличена, чтобы напряжение на его выходе поддерживалось равным амплитуде импульса в течение интервала м/у импульсами.
Погрешность измер-я амплитуд имп-сов с помощью ПАЗов линейно зависит от скважности.
Одним из способов повышения точности измерения амплитуды периодически повторяющихся имп-сов является компенсационный метод.
П
оступающие
на вход импульсы с амплитудой Um образ-т
на нагрузке диода VD1
импульсы, которые усиливаются и
детектируются амплитудным детектором
на VD2.
Вых-е напр-е ПАИ подается ч/з рез-р R в качестве компенсирующего на катод диода VD1.
В установившемся режиме вых-е напр-е становится равным Um.