ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
а) Развертывающе-следящий ЧИИП
Принципиальная электрическая схема
Развертывающе-следящий ЧИИП, рассматриваемый в данном параграфе, является дальнейшим развитием комбинированного ЧШИИП с развертывающим уравновешиванием на совмещенных функциональных элементах, который рассмотрен в [Л. 40, 47, 84].
При синтезе ЧШИИП использована комбинация двух элементарных моделей ИЛП, показанных на рис. 5,г и е. Процессы в модели ИЛП описываются сокращенной табл. 5.
При выполнении следующих этапов синтеза функции всех четырех контактов, двух сравнивающих элементов и даже ЛП (в данном случае триггера [Л. 38, 42], а ЭЗ отсутствует) были совмещены на двух транзисторах. Так была получена принципиальная электрическая схема развертывающего ЧШИИП на совмещенных функциональных элементах. Для получения из развертывающего ЧШИИП развертывающе-следящего ЧИИП достаточно в табл. 5 устранить четвертый такт и сделать цикл преобразования из трех тактов 1, 2. 3.
По внешнему виду принципиальная электрическая схема ЧИИП, приведенная на рис. 16, отличается от схемы ЧШИИП лишь тем, что имеет один управляющий источник тока /Вх, вместо двух.
Существенное отличие состоит в режиме работы, который обеспечивается выбором параметров схемы.
ЧИИП по рис. 16 выполнен на двух транзисторах Тх и Т2, обеспечивающих периодический перезаряд конденсаторов Сі и С2. Диоды Дз—Да и катуцщи самоиндукции Lh Ц обеспечивают устранение
Таблица 5
|
шунтирования по переменному току усилительных каскадов на транзисторах Т и Т2. Это расширяет зону мягкого самовозбуждения и, следовательно, диапазон преобразования ЧИИП [Л. 39, 47, 84]. Дио-
ды Д и Д2 служат для отключения разрядных цепей конденсаторов Сі и С2 от базовых цепей транзисторов Т и Т2. Резисторы R5—R7 и диод Д9 являются смещающими и обеспечивают запирание соответствующих транзисторов. Диоды Дю и Дп отключают зарядные резисторы t/?8 и К9 от коллекторных резисторов tRi И 1#2 и тем самым улучшают форму выходных импульсов на коллекторах транзисторов Ти Т2.
Особенностью работы ЧИИП является то, что за время разряда конденсатора Сі на резистор ^4 (при этом Т насыщен, а Т2 — заперт) конденсатор С2 не успевает полностью зарядиться через резистор #9 До напряжения £п. Разряд конденсатора С2 (при этом Т — заперт, а Т2 — насыщен) происходит входным током /Вх, который и определяет частоту выходных импульсов.
Отмеченная особенность в режиме работы ЧИИП делает его развертывающе-следящим. Формирование импульса постоянной длительности, соответствующей времени разряда конденсатора Сь происходит по методу развертывающего уравновешивания, а образование среднего значения импульсного тока конденсатора С2 — по методу следящего уравновешивания (входной ток уравновешивается импульсным током).
Такой режим работы ЧИИП придает схеме ряд замечательных положительных свойств; при изменении входного тока длительность и амплитуда выходных импульсов остаются неизменными; схема может работать при малых входных токах (единицы микроампер) без выхода транзистора Т{] в активную область (при заряде конденсатора С2); частота импульсов почти не зависит от емкости конденсатора С2.
Если у ЧШИИП по такой схеме диапазон преобразования был около ста [Л. 40], то у данного ЧИИП он на порядок выше и достигает тысячи.