Активные паз

ПАЗ применяются в схемах широкополосных вольтметров, особенно когда верхняя граничная область достигает десятков или сотен МГц.

Если диапазон частот преобразуемых напряжений соответствует рабочему диапазону частот известных ОУ, то используют активные ПАЗ. Использование выпрямительных элементов в сочетании с ОУ позволяет существенно снизить порог чувствительности ПАЗа на несколько порядков.

Схема простейшего актив. ПАЗ:

Рис. 6

Если Uвх>0, то диод VD1 смещается в прямом направлении (открывается), подключая емкость С к выходу ОУ. Конденсатор 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 конденсатор С от входа ОУ.

Скорость разряда определяется значением конденсатора С и значением сопротивления, включенного параллельно конденсатору.

Диод VD2 фиксирует выходное напряжение ОУ на уровне –Uд, что уменьшает время, необходимое для перехода от режима разряда конденсатора С к режиму его заряда.

Погрешность преобразования определяется неидеальностью ОУ, конечным значением обратных сопротивлений диодов и наличием тока утечки конденсатора С.

Акте ПАЗ не используются в широкополосных усилителях, применяются при создании ПАЗ импульсных сигналов.

Паи (паз импульсных сигналов)

ПАИ преобразуют амплитуду импульса в постоянное напряжение.

Особенности работы ПАИ определяется значительной скважностью импульсов (10­⁺⁹) и малой длительностью импульсов.

Для измерения амплитуд импульсов с большой скважностью (Q=1/) в ПАЗах постоянная времени заряда конденсатора должна быть увеличена, чтобы напряжение на его выходе поддерживалось равным амплитуде импульса в течение интервала м/у импульсами.

Погрешность измерения амплитуд импульсов с помощью ПАЗов линейно зависит от скважности.

О дним из способов повышения точности измерения амплитуды периодически повторяющихся импульсов является компенсационный метод.

Рис. 7

Поступающие на вход импульсы с амплитудой Um образ-т на нагрузке диода VD1 импульсы, которые усиливаются и детектируются амплитудным детектором на VD2.

Выходное напряжение ПАИ подается ч/з резистор R в качестве компенсирующего на катод диода VD1.

В установившемся режиме выходное напряжение становится равным Um.

Преобразователи средневыпрямленного значения.

Средневыпрямленное значение напряжения определяется:

В соответствии с определением ПСЗ должны содержать устройство выделения модуля – интегрирующее (или усредняющее) устройство. В электронных вольтметрах, у которых в структуре усиление предшествует выпрямлению основная схема ПСЗ:

Рис. 8

Для этого 2-х полупериодного ПСЗ выходное напряжение в режиме заданного напряжения будет равно:

,

где  - относительная погрешность преобразования.

При равенстве прямых и обратных сопротивлений диодов эта погрешность определяется следующим образом: .

Погрешность определяется нелинейностью, нестабильностью и зависимостью от температуры прямых и обратных сопротивлений диодов.

В режиме заданного тока погрешноть из-за нелинейности меньше аналогичной погрешности в режиме заданного напряжения и уменьшается при увеличении R₀. При увеличении R₀ уменьшается чувствительность схемы.

Лучшие характеристики имеют активные ПСЗ. Они представляют собой сочетание выпрямительных элементов с усилительными цепями. Схема активного однополупериодного ПСЗ:

Рис. 9

В положительной полупериод входного напряжения VD1 открыт и на выходе ПСЗ через R2 подается напряжение с инверсного входа. Если не учитывать обратного тока закрытого диода VD2 и ЭДС смещения ОУ, то можно считать, что напряжение на инверсном входе и выходное напряжение равно 0.

При отрицательной полярности входного напряжения VD2 открывается и выходное напряжение становится равным:

.

Погрешность вызывается неидеальностью ОУ и диодов.