Часо-імпульсні цифрові вольтметри постійного струму

Часо-імпульсні ЦВ можуть бути неінтегруючі та інтегруючі. Неінтегруючі ЦВ призначені для вимірювання миттєвих значень вхідної напруги. Ці вольтметри не захищені від дії перешкод та не забезпечують високої чутливості. Тут значення виміряної напруги Ux попередньо перетворюється у інтервал часа Тх, який кодується методом послідовної лічби.

У ЦВР (такі вольтметри також називаються цифровими вольтметрами розгортуючого перетворення ЦВР) перетворення Uх у Тх виконується шляхом порівняння Ux з напругою, яка лінійно змінюється (Up). Напругу Uр формує генератор пилкоподібної напруги ГПН.

Імпульси запуску Uз, які виробляє генератор імпульсів ГІ та дільник частоти ДЧ, встановлюють тригер Т у одиничний стан та запускають ГПН, який формує напругу розгортки Up:

Up = Vр t,

де Vp — швидкість зростання пилоподібної напруги, t – час.

,

де Upm — максимальне значення напруги розгортки; Тр — час розгортки.

В момент рівності Uх та Uр порівнюючий пристрій ПП виробляє імпульс, який повертає тригер Т у нульовий стан. Тригер Т формує імпульс Ut тривалістю:

,

протягом якої відкритий ключ К та імпульси зразкової частоти f0 надходять у лічільник Ліч. Кількість імпульсів, які накоплюються у лічільнику:

При умові , вибравши відповідно коефіціент k, можна отримати на ПІ значення Uх у потрібних одиницях вимірювання.

4. Кодо-імпульсні цифрові вольтметри із зворотним зв`язком

Такі ЦВ тісно зв`язані із аналогічними АЦП і у них використовується зворотній зв`язок (ЗЗ), який припускає присутність у приладі ЦАП. Для живлення ЦАП використовується джерело опорної напруги ДОН.

У даному приладі реалізується метод послідовної лічби.

Розглянемо принцип дії приладу.

Напруга Uх,що вимірюється, подається на один з входів пристрою порівняння (ПП), а компенсуюча напруга з виходу ЦАП — на другий. Із приходом імпульса запуску Uз від пристрою керування лічільник Ліч. скидається на нуль. Компенсуюча напруга Uк при цьому дорівнює нулеві та на виході ПП з`являєтся одиничний сигнал Uс, який підтверджує, що Uх > Uк. Цей сигнал відкриває ключ К, та тактові імпульси з частотою fт з ГІ починають накопичуватися у лічільнику. Код з паралельного виходу лічільника перетворюється в ЦАП у ступенево-зростаючу компенсуючу напругу Uк. Процес продовжується до тих пір, пока Uк не стане дорівнювати Uх. Після цього сигнал Uс змінюється та закриває ключ К.

Вихідний сигнал лічільника:

, так як ,

де — шаг квантування;

Uо — значення зразкової напруги ДОН;

n — розрядність лічільника.

Швидкість зростання компенсуючої напруги постійна і визначається частотою fт, а значення fт обмежене можливостями ЦАП. Час вимірювання у таких приладах є змінним і залежить від Uх. Максимальне значення часу вимірювання:

Похибка таких вольтметрів визначається в основному похибкою ЦАП і досягає — 0.002 – 0.1 %.

Поиск по сайту: