Эталонный ответ контрольного задания № 8
8.1. Для усиления постоянного тока в основном используются микросхемы операционных усилителей (ОУ).
8.2. Под напряжением смещения нуля понимается напряжение на выходе ОУ при нулевом входном сигнале. Количественная оценка, проводимая в технических условиях, даст значение Uсм при единичном коэффициенте усиления ОУ.
8.3. УПТ МДМ используются в случаях, когда требуется получить наименьшее значение дрейфа нуля выходного напряжения. От усилителей с непосредственными связями они отличаются тем, что в них входной постоянный сигнал преобразуется в переменный с помощью модулятора, который усиливается усилителем переменного тока, а затем с помощью демодулятора преобразуется в постоянный сигнал. Пульсации выходного сигнала сглаживаются с помощью фильтра низких частот.
8.4. Структуру МДМ имеют ОУ типа 14ОУД13.
8.5. Входное сопротивление усилителя можно повысить с помощью отрицательной обратной связи, сигнал которой вводится во входную цепь последовательно.
8.6. Стабилизировать коэффициент усиления усилителя можно с помощью отрицательной обратной связи.
8.7. Выходное сопротивление усилителя можно уменьшить с помощью отрицательной ОС, сигнал которой снимается по напряжению.
8.8. Фильтр низких частот устанавливают на входе УПТ с целью уменьшения влияния внешних наводок и устранения влияния комбинационных гармоник, возникающих при перемножении двух высокочастотных сигналов.
8.9. Для увеличения коэффициента усиления ОУ МДМ можно включить несколько микросхем последовательно друг за другом. Можно также использовать дополнительный ОУ с непосредственными связями, включенный усилителем переменного тока. Вход его непосредственно подключается к выходу ОУ МДМ, а вывод демодулятора подключается к выходу дополнительного ОУ.
8.10. На выходе УПТ МДМ фильтр низких частот необходим для сглаживания пульсаций выходного сигнала.
8.11. Напряжение питания УПТ требуется стабилизировать потому, что его изменения вызовут смещение нуля выходного сигнала.
8.12. Если входной сигнал имеет максимальную частоту спектра fВ , то частоту работы модулятора следует выбирать из условия в fМ 10fВ .
8.13. Как правило, максимальная частота усиления УПТ МДМ не превышает 1-10 кГц.
8.14. Температурным дрейфом нуля называется изменение с температурой выходного сигнала при нулевом входном напряжении. В усилителях типа МДМ он меньше потому, что определяется только дрейфом параметров модулятора и не зависит от параметров каскадов, как в усилителях с непосредственными связями.
8.15. Временным дрейфом нуля называют самопроизвольные изменения выходного сигнала при неизменном или нулевом значении входного напряжения. Причинами его появления являются старение компонентов схемы и самопроизвольное изменение их параметров, происходящее вследствие различных причин.
8.16.
8.17. Структурная схема усилителя может иметь варианты:
1 вариант: где ФНЧ - фильтры низких частот; М и ДМ - модулятор и демодулятор;
ОС - цепь обратной связи.
2 вариант
Контрольное задание № 9
Разработать структурную схему ИИС для измерения деформации (в 10 точках) и температуры (в 10 точках) с цифровой обработкой измерительной информации и ответить на следующие вопросы.
9.1. Какие типовые функциональные узлы входят в состав измерительной системы?
9.2. Что такое "нормирующие усилители" и для чего они используются?
9.3. Что такое мультиплексоры и для чего они применяются?
9.4. Какими факторами определяется погрешность передачи напряжения коммутатором?
9.5. Каким образом аналоговые сигналы можно преобразовать в цифровой код?
9.6. Какие функциональные узлы следует применить для оперативного хранения цифровой информации об интересующих физических величинах?
9.7. Каков принцип действия регистров и из каких функциональных узлов они состоят?
9.8. С помощью какого широко распространенного функционального устройства можно осуществить решение дифференциальных уравнений в аналоговом виде?
9.9. Если вывод переработанной информации должен быть выполнен в аналоговом виде, то какой функциональный узел необходимо установить на выходе микропроцессора?
9.10. Какие устройства можно использовать для регистрации выходной информации?
9.11. Сколько разрядов обычно имеется у микросхем АЦП и ЦАП, выпускаемых отечественной промышленностью?
9.12. На основе каких компонентов выполнены микросхемы современных интегральных мультиплексоров?
9.13. Как целесообразнее строить управления работой подобной ИИС (с жесткой логикой или с программным управлением)?
9.14. Что такое интерфейс?
9.15. Какова структурная схема ИИС, соответствующая заданию?
1. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. - М.: Высшая школа, 1985, 483 с.
2. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые). - К.: Вища школа. Головное издательство, 1986, 504 с.