28.pdf

ÈÇÌÅÐÅÍÈß

ÈÇÌÅÐÅÍÈÅ ÍÅËÈÍÅÉÍÎÑÒÈ

ÍÀÏÐßÆÅÍÈß ÐÀÇÂÅÐÒÊÈ

Ì. ÄÎÐÎÔÅÅÂ, ã. Ìîñêâà

100 [%].

Î÷åíü óäîáíî ïðîâîäèòü èçìåðåíèå

U R îñöèëëîãðàôîì ñ äèôôåðåíöèàëü-

íûì âõîäîì. Ê ñîæàëåíèþ, ïðè áîëüøîì

ñîïðîòèâëåíèè R t âîçíèêàþò çíà÷èòåëü-

íûå ïîãðåøíîñòè: âõîäíîå ñîïðîòèâëå-

íèå äèôôåðåíöèàëüíîãî êàñêàäà îñ-

öèëëîãðàôà, ïîäêëþ÷åííîå â òî÷êå À

(îáîçíà÷èì åãî R âõ ), øóíòèðóåò ðåçèñ-

òîð R t . Îáû÷íî âåëè÷èíà R âõ =1 ÌÎì.

Äðóãîé âõîä äèôôåðåíöèàëüíîãî êàñêà-

äà îñöèëëîãðàôà íå âëèÿåò íà ïàðàìåò-

ðû ËÈÍ, òàê êàê ïîäêëþ÷àåòñÿ ê íèçêî-

îìíîìó âûõîäó ïîâòîðèòåëÿ â òî÷êå Á.

Îöåíêó íåëèíåéíîñòè ñ õîðîøåé

òî÷íîñòüþ ìîæíî ïðîâåñòè è îáû÷íûì

îñöèëëîãðàôîì. Ñõåìà èçìåðåíèÿ

ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 2. Ïðè èçìåðåíèè

îáùèå øèíû ïèòàíèÿ ãåíåðàòîðà è îñ-

öèëëîãðàôà è èõ êîðïóñû äîëæíû áûòü

èçîëèðîâàíû äðóã îò äðóãà. Ýëåìåíò G1

äëÿ êîìïåíñàöèè ïîñòîÿííîé ñîñòàâ-

ëÿþùåé, óñòàíîâêó êîòîðîé ïðîèçâîäÿò

ïîäñòðîå÷íûì ðåçèñòîðîì R4.

(

U R /U R )

(

Ìåòîäû èçìåðåíèÿ ïîãðåøíîñòè óñòðîéñòâà ñ ëèíåéíî èç-

ìåíÿþùèìñÿ íàïðÿæåíèåì, ïðåäñòàâëåííûå àâòîðîì íà ïðèìå-

ðå ãåíåðàòîðà ðàçâåðòêè îñöèëëîãðàôà, ìîãóò áûòü èñïîëüçîâà-

íû è äëÿ îöåíêè êà÷åñòâà äðóãèõ àíàëîãè÷íûõ óçëîâ.

Ëèíåéíî èçìåíÿþùååñÿ íàïðÿæåíèå

(ËÈÍ) íàõîäèò ïðèìåíåíèå â ñàìûõ ðàç-

íûõ ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâàõ. Íàèáîëåå

íàãëÿäíî, â áóêâàëüíîì ñìûñëå ñëîâà,

îíî ïðîÿâëÿåòñÿ â êà÷åñòâå ðàçâåðòûâà-

þùåãî íàïðÿæåíèÿ â êàíàëå ãîðèçîí-

òàëüíîãî îòêëîíåíèÿ îñöèëëîãðàôà.

Ïðåâðàùåíèå îñöèëëîãðàôà èç óñò-

ðîéñòâà, ïîçâîëÿþùåãî âèçóàëüíî êà÷å-

ñòâåííî îöåíèòü ôîðìó èññëåäóåìîãî

ýëåêòðè÷åñêîãî ñèãíàëà, â òî÷íûé èçìå-

ðèòåëüíûé ïðèáîð ñòàëî âîçìîæíûì

ïîñëå ñîçäàíèÿ ÝËÒ ñ ïëîñêèì ýêðàíîì,

âíóòðåííåé áåñïàðàëëàêñíîé øêàëîé è

òî÷íûõ êàëèáðîâàííûõ ãåíåðàòîðîâ ðàç-

âåðòêè. Äëÿ òîãî ÷òîáû îïðåäåëÿòü äëè-

òåëüíîñòü èññëåäóåìîãî ñèãíàëà íåïî-

ñðåäñòâåííî ïî øêàëå òðóáêè, âûõîäíîå

íàïðÿæåíèå ãåíåðàòîðà ãîðèçîíòàëüíîé

ðàçâåðòêè äîëæíî áûòü ëèíåéíî è ñòà-

áèëüíî. Íî ïîëó÷èòü ëèíåéíîå ðàçâåð-

òûâàþùåå íàïðÿæåíèå íåâîçìîæíî áåç

óìåíèÿ èçìåðÿòü åãî íåëèíåéíîñòü.

Ìåòîäû èçìåðåíèÿ íåëèíåéíîñòè

ðàññìîòðåíû íà ïðèìåðå ãåíåðàòîðà

ðàçâåðòêè, îïèñàííîãî â [1]. Íà ðèñ. 1

ïîêàçàíà óïðîùåííàÿ ñõåìà åãî ôîðìè-

ðîâàòåëÿ èìïóëüñîâ ËÈÍ. Ëèíåàðèçà-

öèÿ íàïðÿæåíèÿ ðàçâåðòêè ïðîèçâîäèò-

ñÿ èçìåíåíèåì êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è

íàïðÿæåíèÿ ïîâòîðèòåëÿ íà VT1, VT2, â

êîòîðîì

K U = (R2+R3+R4)/(R3+R4).

Ñóäÿ ïî âåëè÷èíàì ñîïðîòèâëåíèÿ

ðåçèñòîðîâ, âõîäÿùèõ â ôîðìóëó, îí

âåñüìà áëèçîê ê 1. Ïðè èçìåíåíèè ñîïðî-

òèâëåíèÿ ðåçèñòîðà R2 îò 0 äî 5 Îì íåëè-

íåéíîñòü íàïðÿæåíèÿ ðàçâåðòêè ìåíÿåò

ñâîé çíàê è àáñîëþòíóþ âåëè÷èíó íà íå-

ñêîëüêî äåñÿòûõ äîëåé ïðîöåíòà.

Â ñòàòüå ðàññìîòðåíî íåñêîëüêî ìå-

òîäîâ èçìåðåíèÿ. Èõ ðàçðåøàþùàÿ ñïî-

ñîáíîñòü, ò. å. ìèíèìàëüíàÿ íåëèíåé-

íîñòü, êîòîðóþ îíè ìîãóò èçìåðèòü, äî-

ñòèãàåò 0,02...0,04%.

Â ãåíåðàòîðå ðàçâåðòêè, ñõåìà êîòî-

ðîãî ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1, ôîðìèðîâà-

íèå ËÈÍ ïðîèñõîäèò ïóòåì çàðÿäêè êîí-

äåíñàòîðà Ñ t ïîñòîÿííûì òîêîì ÷åðåç

ðåçèñòîð R t , ñëåäîâàòåëüíî, ïàäåíèå

íàïðÿæåíèÿ íà íåì ìåæäó òî÷êàìè À è Á

äîëæíî áûòü ïîñòîÿííûì. Îáîçíà÷èì

åãî U R . Åñëè ïîäàòü ýòî íàïðÿæåíèå íà

âõîä èçìåðèòåëüíîãî îñöèëëîãðàôà, òî

íà ýêðàíå èçîáðàçèòñÿ, â ïåðâîì ïðè-

áëèæåíèè, ãîðèçîíòàëüíàÿ ïðÿìàÿ ëè-

íèÿ. Åñëè K U íå ìåíÿåòñÿ íà âñåì ïðîòÿ-

æåíèè ËÈÍ, òî ëèíèÿ íà ýêðàíå áóäåò

äåéñòâèòåëüíî ïðÿìîé. Â ñëó÷àå ïîëî-

æèòåëüíîé íåëèíåéíîñòè ðàçâåðòêè

ïðàâûé êîíåö ëèíèè íà ýêðàíå îòêëîíèò-

ñÿ íà âåëè÷èíó

Ðèñ. 5

Çäåñü âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå îñ-

öèëëîãðàôà ïðèñîåäèíÿåòñÿ ïàðàë-

ëåëüíî R t è íåñêîëüêî óêîðà÷èâàåò èì-

ïóëüñ ËÈÍ, íå âíîñÿ äîïîëíèòåëüíóþ

íåëèíåéíîñòü. Åìêîñòü êîðïóñà îñöèë-

ëîãðàôà ïî îòíîøåíèþ ê êîðïóñó ãåíå-

ðàòîðà, à òàêæå âõîäíàÿ åìêîñòü îñöèë-

ëîãðàôà è åìêîñòü êàáåëÿ ùóïà Ñ âõ òàê-

æå íå îêàçûâàþò âëèÿíèå íà ôîðìèðî-

âàíèå è ïàðàìåòðû èìïóëüñîâ ËÈÍ.

Äðóãîé ìåòîä èçìåðåíèÿ íåëèíåé-

íîñòè îñíîâàí íà òîì ôàêòå, ÷òî ïåðâàÿ

ïðîèçâîäíàÿ ëèíåéíî èçìåíÿþùåéñÿ

ôóíêöèè åñòü âåëè÷èíà ïîñòîÿííàÿ. Ýòî

çíà÷èò, ÷òî åñëè ñèãíàë ñ âûõîäà ôîðìè-

ðîâàòåëÿ ËÈÍ ïîäàòü ÷åðåç äèôôåðåí-

öèðóþùóþ RC-öåïî÷êó íà âõîä îñöèëëî-

ãðàôà, òî íà åãî ýêðàíå óâèäèì ãîðèçîí-

òàëüíóþ ïðÿìóþ ëèíèþ (ïðè

U R âíèç, ïðè îòðèöà-

òåëüíîé ââåðõ. Êàê ïðàâèëî, K U áûâà-

åò íå âïîëíå ñòàáèëüíûì, ïîýòîìó â îá-

ùåì ñëó÷àå íåëèíåéíîñòü ðàçâåðòêè

Ðèñ. 3

= 0). Ýòîò

ìåòîä èñïîëüçóåòñÿ íà ïðàêòèêå è äàæå

ðåêîìåíäóåòñÿ â êà÷åñòâå ïðèìåðà â

ñáîðíèêå çàäà÷ äëÿ ÂÓÇîâ [2]. Îäíàêî â

äåéñòâèòåëüíîñòè íà ýêðàíå ïîëó÷àåòñÿ

èíàÿ êàðòèíà (ðèñ. 3). Çäåñü U 1 ëèíåé-

íî èçìåíÿþùååñÿ íàïðÿæåíèå, U 2

îæèäàåìûé âèä èçîáðàæåíèÿ ïåðâîé

ïðîèçâîäíîé, U 3 ðåàëüíàÿ êàðòèíêà.

Ýòîò ìåòîä â òîì âèäå, êàê îí îáû÷-

íî ïðèìåíÿåòñÿ, íå ãîäèòñÿ äëÿ îöåíêè

íåëèíåéíîñòè ðàçâåðòêè ðàññìàòðèâà-

åìîãî ãåíåðàòîðà, íî åñòü îäèí èñêóñ-

ñòâåííûé ïðèåì, ïîçâîëÿþùèé åãî èñ-

ïîëüçîâàòü. Ïîñìîòðèì íà ðèñ. 4,à. Ïî-

ñëåäîâàòåëüíî ñ êîíäåíñàòîðîì C t

âêëþ÷åí êîððåêòèðóþùèé ðåçèñòîð R ê ,

ïî íîìèíàëó ïðèìåðíî ðàâíûé R t . Ïðè

R ê >0 íàïðÿæåíèå â òî÷êå À ïîñëå ðàç-

ìûêàíèÿ êëþ÷à S âîçðàñòàåò íå îò 0,

êàê îáû÷íî, à ñêà÷êîì îò U ê = i t ·R ê .

Ñêà÷îê íàïðÿæåíèÿ ïåðåäàåòñÿ íà âû-

õîä ïîâòîðèòåëÿ â òî÷êó Á, è íà ýêðàíå

Ðèñ. 1

à)

á)

(Îêîí÷àíèå ñì. íà ñ. 41)

Ðèñ. 2

Ðèñ. 4

ÐÀÄÈÎ ¹ 7, 1998

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: