Л. А. БАРАНОВ, Г. С. ГЕРШЕНЗОН, В. И. ДМИТРИЕВ, А. Е. КНЯЖИНСКИЙ

Во многих устройствах автоматики и измерительной техники используется процесс перезарядки конденсатора. Среди них важное место занимают такие, где основной процесс определяется главным образом начальным и конечным состояниями перезаряжаемого кон­денсатора и не зависит от формы кривой процесса перезарядки К ним относятся некоторые типы счетчиков импульсов, преобра­зователи частоты электрических сигналов в постоянный ток с линей­ной или нелинейной характеристикой «вход — выход», множительно - делнтельные устройства с несколькими входами и, наконец, некото­рые устройства дискретной техники.

Все они представлены многочисленными схемами, приведенными в отечественной и зарубежной литературе, включая авторские сви­детельства и патенты.

В предлагаемой вниманию читателей книге сделана попытка показать особенности и функциональные возможности рассматривае­мых устройств, а также познакомить с возможностью построения новых устройств на тех же принципах.

В рассматриваемых устройствах заряд, переносимый последо­вательностью из п импульсов тока, суммируется до некоторого зна­чения Qn> т. е. используются соотношения:

(1)

1 Устройства, в которых используется характеристика процесса перезарядки конденсатора, распространены более широко, чем рас­сматриваемые. К ним относятся формирователи экспоненциальных и прямоугольных импульсов, разнообразные мультивибраторы и много­численные преобразователи, в которых осуществляется операция ло­гарифмирования. Формирователи и мультивибраторы освещены в ли­тературе особенно широко и подробно. Описание одного из устройств, в котором осуществляется логарифмирование, приводится в прило­жении.

где Qn — значение накопленного заряда; qm — дозированный заряд (заряд, переносимый импульсом тока); tm — время начала m-го им­пульса; ta — длительность импульса; і — ток.

Соотношение (1) непосредственно реализуется, например, в счет­чиках импульсов и генераторах ступенчатого напряжения.

Если Qт = const = <7, ТО

Qn — tiq.

Если последовательность импульсов является периодической, ТО соотношение (2) преобразуется в

iq — I ср,

где /ср—среднее значение тока последовательности импульсов, а / — частота следования импульсов.

Соотношение (3) реализуется в устройствах, в которых исполь­зуется связь между параметрами последовательности импульсов (/ и q) и постоянным током или напряжением (например, в часто­томерах) .

В рассматриваемых ниже устройствах дозированный заряд фор­мируется с помощью конденсатора С, напряжение между обкладка­ми которого изменяется в процессе дозирования [на Vi—U2=AU, где Uі и U2 — соответственно максимальное и минимальное напря­жения на С.

Если конденсатор линейный и AU=const, то <7=const, так как

q = CAU.

Дозированный заряд может формироваться и с помощью р-п-пе­рехода 'полупроводниковых приборов. Формирование дозированного заряда при этом может осуществляться по следующей схеме. При прямом токе в р-п-переходе накапливается заряд:

q н — /прТ,

где /Пр—прямой ток в р-п-переходе, а т — постоянная накопления р-п-перехода.

При изменении полярности напряжения на р-/г-переходе в цепи формируется импульс тока і, для которого справедливо соотношение

(5)

В значительной части рассматриваемых ниже устройств реали­зуется соотношение (3) или его модификации. Входящие в эго со­отношение величины имеют разную физическую природу, т. е. пред­ставляют параметры разных физических явлений. Собственные пре­образовательные возможности рассматриваемых устройств позво­ляют предполагать, что область их применения будет существенно расширена.

Наряду с устройствами, в которых используется дозирование заряда, широкое применение находят и такие, в которых использует­ся не дозирование заряда, а дозирование вольт-секундной площади. Это дозирование также может осуществляться с помощью накопи­теля, в качестве которого обычно используется индуктивность.

Функции устройств на конденсаторах, рассматриваемых в на­стоящей работе, могут выполнять устройства, использующие индук-

2—1431

іивность. Среди них — счетчики импульсов, частотомеры, преобразо­ватели напряжения в частоту, множительные и делительные устрой­ства, феррит-диодные и феррит-триодные элементы цифровых схем.

Однако конденсатор имеет определенные технологические преиму­щества перед «моточной» деталью, необходимой для создания ин­дуктивности. Поэтому авторы ставили целью показать, что на осно­ве конденсаторных схем могут быть выполнены разнообразные устройства аналоговой и цифровой техники и круг этих устройств достаточно широк.

Разная степень разработанности разных конденсаторных схем привела к различному характеру представляемого авторами мате­риала: в одном случае — это обобщение принципов построения из­вестных схем, анализ их и рекомендации по улучшению характери­стик, в другом — изложение принципов и обзор схем, которые могут расширить круг применения конденсаторных устройств в автоматике и измерительной технике.