9.3.4. Снижение аддитивной составляющей погрешности преобразования

Представляет интерес построение ЦПУ [a.с. 496580 (СССР)], предусмат­ривающее повышение точности за счет снижения аддитивной составляющей погрешности, вызванной нендеальностью параметров операционных усили­телей, резисторов, конденсаторов, ключей, а также их временной и темпера­турной нестабильностью.

На рис. 9.13 представлена схема ЦПУ с коррекцией.

Преобразователь содержит СКВТ, делитель напряжения (состоящий из ре­ зисторов , интеграторы ИР1 и ИР2, инвертор Инв, компаратор К, генератор импульсов ГИ, схемы совпадения И1 и И2, счетчик С. регистр стар­ших разрядов РСР, блок управления БУ, формирователь импульсов ФИ и ключи Кл1 — Кл8.

Устройство работает следующим образом.

С приходом сигнала Начало первый импульс с выхода ФИ, совпадающий во времени с началом положительной полуволны питающего напряжения запускает БУ, который вырабатывает последовательность управляющих сигна­лов, необходимых для работы преобразователя. Цикл коррекции осуществля­ется в течение первого периода напряжения определяя рабочий цикл пре-образования.

Цикл коррекции начинается в момент времени когда БУ вырабатывает первый сигнал длительностью по которому размыкаются все ключи Кл.

Замыкаются ключи в цепи обратной связи интеграторов для разряда интегри­рующих емкостей, далее закрываются ключи Кл, а по одному из входов С производится предварительная установка его триггеров в состояние 100...00, что равносильно записи в счетчик кода Ф

В момент времени сдвинутый относительнона величинудостаточ­ную для окончания всех переходных процессов в преобразователе, блок управ­ления вырабатывает сигнал по которому размыкаются ключи в цепи обратной связи интеграторов, замыкаются К.л1 и Кл5. При этом с выхода делителя напряжения на входы интеграторов соответственно поступает напря­жение

где — амплитуда и частота напряжения— коэффициент передачи делителя напряжения; —сопротивления резисторов.

Амплитуда напряжения выбирается такой, чтобы она приблизительно равнялась амплитуде напряжений с выходов СКВТ при

К точности и стабильности номиналов не предъявляются высокие требования, так как преобразователь обладает способностью подавлять син­фазные изменения сигналов на его входах.

В течение интервала —период напряжения

производится интегрирование напряжения

В момент времени начинается этап генерации. По сигналу размыкаются Кл1 и Кл5, замыкаются КлЗ и Кл6, открывается И2 и импульсы с ГИ поступают на вход С. Длительность этапа генерация определяется моментом перехода через нулевой уровень напряжения с выхода ИР1 когда срабатывается компаратор.

С окончанием сигнала размыкаютсяКл3 в Кл6, закрывается И2 и заканчивается цикл коррекции. При этой в С фиксируется кодовый эквива­лентзнакопеременной погрешности преобразователя

где —идеальное значение кода угла реальное значение кода угла

После цикла коррекции преобразователь переходит к рабочему циклу пре­образования угла 0, где

В момент времениначинается этап подготовки длительностью

На этом этапе размыкаются Кл3, Кл6 и замыкаются ключи в цепях обратной связи интеграторов для разряда интегрирующих емкостей.

В момент времени начинается этап интегрирования. При этом

размыкаются ключи в цепях обратной связи интеграторов и замыкаются Кл2 и Кл4 и в течение интервала времени происходит интегрирование

напряженийНа этом же этапе происходит формирование двух стар-

ших разрядов в регистре. До этого в момент времени

ко входу компаратора поочередно подключаются напряжения с интеграторов с помощью Кл7 и Кл8. Длительность интервала выбирается такой, чтобызакончить формирование старших разрядов до момента начала генерациив чтобы напряжения с интеграторов успели достичь больших значений.

В момент времени начинается этап генерации — размыкаются

Кл2, Кл4, замыкаются Кл3 и Кл6, открываются И1 и в зависимости от значе­ний двух старших разрядов замыкаются Кл7, Кл8, Для нечетных квадрантов замыкается Кл7, для четных Кл8; длительность этапаЭтап заканчивается в момент перехода через нулевой уровень одного из напряжений с выходов ИР2, о чем свидетельствует сигнал с выхода компаратора, приняв который, БУ закрывает И1 и посылает сигнал выдачи кода на входы РСР и С. Код в С соответствует соотношению т. е. результат преобразования скорректирован с учетом аддитивной погрешности преобразователя.В самом деле, если то код находящийся в реверсивном счетчике после цикла коррекции, будет в рабочем цикле просуммирован с числом импульсов, соответствующих Если же то первые импульсы, поступающие на вход С, будут увеличивать его содержимое(значение за­писано в дополнительном коде) до тех пор, пока не сбросят С в нуль, после чего начнется его вторичное заполнение. Это равносильно вычитанию кода коррекции (в). В реверсивном счетчике в конце рабочего цикла получается код, равный дополнению угла в до

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ