3.4.3 Частотная погрешность паз в области низких и высоких частот

 

Если ПАЗ регулируется на некоторой частоте f_г, то погрешность на частоте f можно выразить следующим образом:

.                                                                                                              (3.40)

Если ПАЗ регулируются на достаточно высокой частоте, то погрешность:

;                                                                                                                         (3.41)

,                                                                                                                         (3.42)

где - нижняя граничная частота;

-допустимая частотная погрешность.

На высоких частотах неравномерность частотной характеристики определяется паразитными реактивностями ПАЗ и входной ёмкостью выпрямительного элемента.

 

Условные обозначения:

L_эк и С_эк –эквивалентные индуктивность и ёмкость монтажа;

С_вх – входная ёмкость выпрямительного элемента;

R_вх –эквивалентное сопротивление нагрузки ПАЗ.

 

Рисунок 3.8 -  Эквивалентная схема ПАЗ на высоких частотах

;                                                                                                        (3.43)

С= С_эк+С_вх;                                                                                                                                    (3.44)

Эквивалентное сопротивление нагрузки ПАЗ, определяется разрядным сопротивлением, сопротивлением фильтра и  входным сопротивлением усилителя.

R_вх→ ∞  и  в  области  высоких  частот  не  сказывается на работе схемы.

Относительная погрешность схемы определяется так

,                                                    (3.45)

где  .

3.4.4 Преобразователи средневыпрямленного значения

 

Функциональная схема преобразователей средневыпрямленного значения (ПЗС) состоит из устройства выделения модуля и усредняющего устройства.

Различают активные и пассивные ПСЗ.

Схемы пассивных ПСЗ представлены на рисунке 3.8.

а)                                            б)                                                       в)

 

Условные обозначения:

а – однополупериодный ПСЗ;

б, в – двухполупериодные ПСЗ.

 

Рисунок 3.9 -  Схемы пассивных ПСЗ

 

Для однополупериодного пассивного ПСЗ:

,                                                                                         (3.46)

при R₀=0.

.                                                                                                     (3.47)

Для двухполупериодного пассивного ПСЗ:

U_вых=U_ср(1+γ),                                                                                                                                            (3.48)

где  .                                    (3.49)

При равенстве прямых и обратных сопротивлений соответственно 

.                                                                                          (3.50)

 

На рисунке 3.10 представлен активный однополупериодный ПСЗ.

 

 

Рисунок 3.10 - Активный однополупериодный ПСЗ

 

При положительной полярности входного напряжения U_вх открыт диод VD1 и на вход ПСЗ через сопротивление R₂ подаётся напряжение с инвертирующего входа.

При отрицательной полярности  входного напряжения U_вх открыт диод  VD2 и

U_вых=-U_вх·R₂/R₁.                                                                                                               (3.51)

Схема двухполупериодного ПСЗ, обеспечивающая высокое входное и малое выходное сопротивления, представлена на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11 -  Схема двухполупериодного активного ПСЗ

Выходное напряжение этой схемы при 

- .                                                                        (3.52)

При 

 -  .                                                             (3.53)

Приравнивая правые части выражения (3.50) и (3.51) и, решая полученное уравнение, получим значение R3, при котором модуль коэффициента передачи будет одинаковым при положительном и отрицательном входном напряжении:

.                                                                                                                (3.54)

Если выбрать  ;

,

то  ;                                                                                                                   (3.55)

.                                                                                                                    (3.56)

Верхнее граничное значение рабочей полосы частот ПСЗ обычно определяется частотными свойствами изучаемого усилительного элемента.

Возможно создание ПСЗ с погрешностью 0,005 – 0,01%, значение нелинейности 0,1% и пороговым напряжением порядка 1 мВ. Построение ПСЗ с указанными характеристиками требует решения вопроса о создании прецизионного усилителя с достаточно большим коэффициентом усиления.