Как показано выше, основной причиной погрешности рассмо­тренных выше конденсаторных преобразователей является неста­бильность параметров элементов схем и зависимость заряда на вы­ходе дозирующего устройства (дозируемого заряда) от ча­стоты преобразуемого сигнала и от стабильности параметров схем. Последнее обстоятельст­во приводит к нелинейности ха­рактеристики преобразования и к зависимости выходного то­ка от сопротивления нагрузки.

Во многих случаях требу­ется обеспечить выходной сиг­нал постоянного тока, не за­висящий от величины сопро­тивления нагрузки при измене­нии последней в определенных пределах. Таким требованиям, в частности, должны удовле­творять устройства, входящие в Государственную систему приборов (ГСП).

Исключение зависимости заряда, формируемого дозирующим устройством, от частоты и сопротивления нагрузки достигается пу­тем введения в схему цепи обратной связи по напряжению. Цепь обратной связи может быть выполнена на повторителе напряжения [Л. 8] (эмиттерном или катодном), как показано на рис. 14.

Схема содержит дозирующий конденсатор С, цепи перезаряда которого разделены диодами Ді и Д2, и повторитель на транзисто­ре Т. Максимальное напряжение на заряженном конденсаторе С равно разности амплитуды входных импульсов и напряжения на на­грузке, на разряженном — напряжению на нагрузке с обратным зна­ком. Таким образом, перепад AUc равен удвоенной амплитуде вход­ных импульсов и не зависит от напряжения на нагрузке, а следо­вательно, и от частоты.

Однако применение эмиттерного повторителя' вносит ряд по­грешностей ^вследствие отличия коэффициента передачи повторителя от единицы, конечной величины его входного сопротивления и т. д.

Вместе с тем теряется одно из основных преимуществ конденса­торных дозирующих устройств (КДУ) — отсутствие элементов, работающих в усилительном ре­жиме, что приводит к ухудшению надежности.

Наиболее перспективным ме­тодом устранения зависимости пе­репада напряжения на дозирую­щем конденсаторе от напряжения на нагрузке для низкочастотных преобразователей является приме­нение импульсной обратной связи (ИОС). На рис. 15 представлена принципиальная схема КДУ с ИОС, описанного в работе [Л. 9] и исполь­зованного в преобразователе час­тоты в - постоянный ток. При по­ступлении запускающего импульса на вход триггера Гг транзистор Г запирается и дозирующий конденсатор С заряжается до напряже­ния Uo стабилитрона Дз. При этом в нагрузку поступает дозирован­ный заряд. При пробое стабилитрона на вход триггера Тг поступает перебрасывающий его импульс, в результате чего транзистор Т отпирается и дозирующий конденсатор полностью разряжается. Пе­репад напряжения на дозирующем конденсаторе не зависит от напряжения на нагрузке, в результате чего устраняются перечис­ленные выше недостатки. Особенностью схемы является невозмож­ность соединения одного из полюсов нагрузки с общей точкой схе­мы. К некоторому снижению точности приводит прохождение через нагрузку тока стабилитрона Дз.

Обобщая рассмотренный метод, можно построить различные схемы КДУ с ИОС, удовлетворяющие разнообразным конкретным техническим требованиям, в том числе и схемы, в которых устране­ны недостатки рассмотренного КДУ с ИОС (Л. 9]. При этом во всех случаях обеспечивается независимость перепада напряжения на дозирующем конденсаторе от напряжения на нагрузке. Некото­рые из подобных схем рассматриваются ниже.

Во всех КДУ с ИОС является управляемым или время зарядки, или время разрядки дозирующего конденсатора. Начало управляе­мого интервала времени соответствует моменту подачи запускаю­щего импульса, конец — моменту возникновения импульса в цепи ИОС, т. е. пробоя стабилитрона.

В схеме, представленной на рис. 16,б, напряжение на дозирую­щем конденсаторе сравнивается с опорным напряжением U0 с по­мощью компаратора напряжения КН. В момент равенства напря­жения на дозирующем конденсаторе *и напряжения U0 компаратор срабатывает и импульс на его выходе перебрасывает триггер. Этот момент соответствует условию (при пренебрежении падением напря­жения на диодах):

Перепад напряжения на дозирующем конденсаторе, как и в пре­дыдущих схемах, іравен U0 и не зависит от напряжения на нагрузке.

На рис. 17 представлена управляемая схема КДУ с ИОС, їв ко­тором величина дозированного заряда задается входным током /Вх - Цепь ИОС в этой схеме выполнена на диодах Дз, Дь и резисторе R - После поступления входного импульса транзистор Т запирается, и дозирующий конденсатор С заряжается. Когда ток резистора R становится больше тока /вх, отпирается диод Дз и триггер Тг опро­кидывается. Величина заряда, поступающего в нагрузку, опреде­ляется соотношением

q ~ IbxRC.

Такое КДУ может быть использовано в различных функцио­нальных преобразователях (множительных, делительных и т. ,п.).

Рассмотрим пример применения КДУ с ИОС в конденсаторном частотомере. Как указывалось выше, применение КДУ с ИОС в устройствах с выделением постоянной составляющей позволяет получить линейную зависимость выходного тока от частоты и исклю­чить зависимость выходного тока от сопротивления нагрузки. Схема преобразователя частоты в постоянный ток подобного типа пред­ставлена на рис. 18. Результаты экспериментального исследования преобразователя показали, что погрешность нелинейности не превы­шает 0,1%» а погрешность, вызванная изменением сопротивления нагрузки в пределах 0—3,5 ком, не превышает 0,15%. Указанная по­грешность объясняется в основном изменением тока утечки элек­тролитического конденсатора фильтра.

Известен и другой путь обеспечения независимости выходного тока от сопротивления нагрузки и линейности преобразования путем

использования в дозирующем устройстве транзистора, включенного по схеме с общей базой, в качестве непосредственной нагрузки.