Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166


Uebix=muy -о

Рис. 2.IS. Операции умножения:

а - по методу логарифмирования и антилогарифмирования; б - по методу широтио-импульсной модуляции; в-по сумыо-разностноыу методу.

ТОМ усиления - крутизной транзистора - и током коллектора. Зависимость между входом и выходом в термокомпенсированном умножителе с дифференциальньш каскадом с использованием переменной крутизны транзистора

Такие умножители в модульном и интегральном исполнении имеют отличную линейность, частотный предел 10 МГц, малую температурную погрешность (до 0,01 %), широкий динамический диапазон. Основная погрешность выполненных образцов составляет 0,25 %.

В умножителях на основе логарифмирования и антилогарифмирования входные перемножаемые напряжения Их и Иу предварительно логарифмируются с помощью логарифмических преобразователей In 1 и In 2. Результаты логарифмирования суммируются, а суммарный сигнал антилогарифмируется в антилогарифмическом преобразователе (рис. 2.15,а), тогда

lnC/, + lnC/, = In(C/,C/J; t/вых = anti In (In V,V) = IWxlJy.

Умножители логарифм - антилогарифм в модульном исполнении обладают следующими свойствами: температурная погрешность 0,005 % К; частотный предел 1...4МГц в зависимости от уровня входных сигналов, основная погрешность выполненных образцов 0,1 %.

В широтно-импульсных умножителях на основе использования преобразователя напряжение - время (рис. 2.15,6) одно из входных перемножаемых напряжений Ui преобразуется с частотой -/ = = 1/7 в интервал времени т<7. Второе входное напряжение модулируется ключом, который замыкается на время Tj.= /Cf , с частотой /= 1/7". Выходной сигнал после ключа SW подается на фильтр нижних частот, среднее значение выходного напряжения которого равно

K,x,UxK,U,U, = IUfxU.-



Умножители данного типа об- Uu / AUbx

ладают наивысшей точностью, так "~

1> ,

как транзисторы в них используют- щ г - ся в ключевых режимах и изменение их крутизны из-за внешних воздей-ствий не вызывает погрешности. Умножители с широтно-импульсной модуляцией в модульном исполне- ?Гпл„кi?йв„ЖSёш„rёй™vroжи,rяV

НИИ имеют минимальную ПОГреш- преобразователе мощности.

ность (0,1...0,01 %), нелинейность

0,02 %, частотный предел составляет примерно 3 % от частоты несущей f ~ XfT (известны выполненные образцы с частотой несутцей, равной 3 МГц, и частотным пределом до 100 кГц). На использовании умножителей с широтно-импульсной модуляцией основаны современные наиболее точные электронные измерители электрической мощности, а также серийные электронные счетчики электрической энергии (п. 1I.I).

Умножители широко используются в аналоговой вычислительной технике, в частности для реализации полиномиальных зависимостей, для деления; в измерительной технике для измерения мощности, энергии, действующих значений сигналов, определения корреляционных функций и других характеристик.

Сумма-разностные умножители основаны на принципе Бауха

[а -\- bf - {а ~~ bf = Ы. При использовании квадраторов напряжения получаем (рис. 2.15, в)

Наиболее широко используются квадраторы токов в виде термоэлектрических измерительных преобразователей, обладающих широким частотным пределом до нескольких десятков мегагерц и относительно малой погрешностью. На базе таких умножителей созданы широкополосные термоэлектрические ваттметры, в СССР выпускаются интегральные умножители типа КР 525 ПСЗА с погрешностью 0,25 %.

На основе интегральных умножителей созданы высокоточные преобразователи активной мощности, в которых применены структурные методы повышения точности [42]. Например, в схеме (рис. 2.16) поочередно перемножаются входные сигналы, пропорциональные току и напряжению цепи, и стабильное напряжение Uq на напряжение выхода интегратора f/вых, вход которого подключен к выходу умножителя в первом состоянии непосредственно, а во втором через инвертор.

Если функция преобразования умножителя определяется соотношением

f/Bb,x = /CyM C/„(l +7м) + Аа,

где ДУ а -аддитивная погрешность умножителя; y„ - мультипликативная погрешность умножителя; /<у„ - коэффициент пропорциональности; (/„ - входные сигналы умножителя, то напряжение на



(in)-

Рис. 2.17. Операции деления:

a - с помощью умножителя по методу обратной функции; б - по методу логарифм-антилогарифм.

выходе интегратора определяется из условия равенства нулю среднего значения А{Увх. ср на входе интегратора:

At/ex. cp = [At7a + Куи (1 + Тм) iUи] - [АУа + KyuU.ы (1 + Ум)],

отсюда при = const

пых -

пропорционально активной мощности Р и не зависят от аддитивной и мультипликативной, погрешности умножителя.

Делители. Делители представляют собой устройствас двумя входами и Uy и одним выходом и, в которых

в аналоговых вычислительных устройствах деление до недавнего времени было наиболее трудной операцией. Это объяснялось необходимостью резкого увеличения выхода Uz при стремлении делителя Uy к нулевому значению. При делении на базе электронных устройств обычно используются следующие три способа: метод обратной функции при помощи усилителя с глубокой ООС и умножителя, изменение масштабного коэффициента и логарифмирование - антилогарифмирование.

Наиболее широко применяемой схемой делителя является делитель, построенный по методу обращенного умножителя (рис. 2Л7,а). Недостатком этой схемы является относительно узкий динамический диапазон делителя - не более 1 : 30 даже при высокоточном умнс-жителе. Поэтому данная схема рекомендуется главным образом в тен-зометрических и других мостовых измерительных устройствах для устранения погрешности от изменения питающего напряжения моста.

Деление на основе переменного масштабного коэффициента реализуется в схеме дифференциального транзисторного каскада, управляемого напряжениями, пропорциональными логарифму суммы и логарифму разности сигналов (/ и Uy.B этом случае разность токов в коллекторных сопротивлениях двух антилогарифмических цепей, работающих при постоянной сумме токов, paBHar

М =К .

- и и





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166