АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ККП на базі магнітних компараторів постійного струму

Читайте также:
  1. В) для обмеження вирівнювального струму, який протікає під час перемикання відгалужень
  2. Вибір та перевірка трансформаторів струму
  3. Вибір трансформаторів струму
  4. ВИДИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТРАВМ. ПРИЧИНИ ЛЕТАЛЬНИХ НАСЛІДКІВ ВІД ДІЇ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ
  5. Вплив електромагнітних полів на навколишнє середовище
  6. Джерела струму, будова, принцип дії, основні характеристики, перевірка справності, застосування та порядок роботи.
  7. Дія електричного струму на організм людини
  8. Дія електричного струму на організм людини
  9. ДІЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ РАДІОЧАСТОТ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ, РІВНІ ДОПУСТИМОГО ОПРОМІНЕННЯ
  10. Електричне коло постійного струму
  11. Електромагнітні поля (ЕМП) і випромінювання 3.3.1. Загальна характеристика електромагнітних полів
  12. Забезпечення автозапуску та постійного перебування у оперативній пам’яті

 
 

Найточнішими із існуючих на сучасному етапі є ККП на базі магнітних компараторів постійного струму (МКПС). За принципом дії вони являють собою ЦАП постійного струму (рис. 8.7) Як правило на сьогодні

ВП - вибірковий підсилювач; ДМ - демодулятор; ФНЧ - фільтр низької частоти; ПЗС - підсилювач змінного струму; ПНС - перетворювач-напруга–струм; РДС - регульоване джерело струму; ∑- суматор струмів

Рис. 8.7. ККП на базі магнітних компараторів постійного струму

 

використовуються виключно МКС із самобалансуванням, принцип дії яких оснований на виконанні умови балансу ампер-витків [74]

, (8.30)

де I1, I2 – відповідно струми, які протікають по обмотках W1 та W2; ∆H – поріг чутливості магнітних осердь за напруженістю постійного магнітного поля; l - довжина середньої магнітної лінії осердь.

Ампер-витки I1W1, які створюються постійним струмом сталого значення I1, що протікає через обмотку з регульованою вхідним кодом N і кількістю витків W1 компенсуються ампер-витками обмотки W2 із сталою кількістю витків, через яку протікає постійний струм змінного значення I2. На практиці завжди виконується рівністьI1W1=I2W2>>∆H∙l, тому можна записати

. (8.31)

Якщо кількість витків W1 пропорційна до вхідного коду N, то і значення струмуI2 буде пропорційне до цього коду. Для автоматизації виконання умови балансу ампер–витків (8.31) служить система автоматичного регулювання струму I2 з використанням магніто-модуляційного принципу перетворення з виходом на другій гармоніці частоти збудження магнітних осердь. В спеціальних конструкціях МКПС досягнуто похибки порівняння струмів 2∙10-5 % [75]. Величезною перевагою МКПС є той факт, що їхня точність визначається тільки відношенням кількості витків, яке принципово не може змінюватись при зміні умов довкілля або часу. Тому такі ККП широко використовують в метрологічній практиці для повірювальних засобів постійного та змінного струму частотою до 10 кГц з похибкою не більшою 0.0001 % [76].

Індуктивні ККП

 
 

На базі індуктивних подільників напруги (ІПН) будують прецизійні (з похибкою порядку 0,0001 %) засоби метрологічного забезпечення, які можуть працювати в широкому частотному діапазоні - від інфранизьких до високих частот (від декількох Гц до декількох МГц). Коефіцієнт поділу ІДН, виконаного на тороїдному осерді з матеріалу з високою магнітною проникністю при густому навиванні зі скруткою секцій обмоток і великому опорі навантаження, дорівнює відношенню числа витків відповідних обмоток подільника. Наприклад, для тридекадного ІДН (рис. 8.8) вихідна напруга UN

 

Рис. 8.8. ККП змінної напруги на основі індуктивних подільників напруги

рівна [77]

, (8.32)

де W1, W2, W3 – повні числа витків відповідних розрядів ІДН; WN1, WN2, WN3 – змінні числа витків відповідних розрядів, які відповідають числам десяткового трирозрядного вхідного коду; W1N1, W1N2 - числа витків відповідних розрядів, які відповідають одиниці молодшого розряду даної декади.

Ємнісні ККП

 
 

В мікроелектронній інтегральній МДН-технології точність виготовлення конденсаторів (відносна похибка ±0,06 %) в декілька разів вища від точності виготовлення резисторів. Температурний коефіцієнт ємності (26 . 10-6 1/К) набагато менший температурного коефіцієнта опору (400 . 10-6 1/К). Це ж стосується і коефіцієнта впливу напруги для конденсаторів (10 . 10-6 1/В), а для резисторів – 800 . 10-6 1/В. Висока точність і стабільність виготовлення інтегральних МДН-конденсаторів послужили основою розроблення методу дискретного переносу зарядів [41, 78-80]. Інтегральні матриці конденсаторів виготовляються з відношенням номінальних ємностей не більшим 28=256. В точніших перетворювачах використовуються тонкошарові конденсатори. Найточнішою схемою конденсаторного ККП є матричний паралельний перетворювач (рис. 8.9) [79, 80]. Двійкове слово паралельно подається на

СВЗ – схема вибірки-зберігання

Рис. 8.9 Структурна схема ККП з матрицею конденсаторів

 

затвори МДН-ключів S1, S2, …, Sn і керує бітами у відповідних розрядах синхронно з фазами генератора керування. У фазі 1 всі конденсатори підключені до спільної шини, а в другій фазі – до напруги Е0 тільки при коефіцієнті комутації bi=1 (bi=0 – конденсатори підключені до спільної шини). Таким чином, кожен конденсатор, підключений до опорної напруги Е0, вносить свій вклад у вихідну напругу Uвих

, (8.33)

де СТ0 . 2n+1 – сумарна ємність матриці та конденсатора С0.

У фазі 2 вихідна напруга матриці запам’ятовується в СВЗ.

Паразитна ємність викликає нелінійне зміщення DU вихідної напруги

, (8.34)

і для забезпечення високої точності перетворювача повинна виконуватись умова Cp<C0/2, що затруднено на практиці.

Іншим джерелом похибки є інструментальні похибки матриці конденсаторів [79, 80].

Для усунення чутливості до паразитних ємностей можна використати ефект “віртуальної землі” з використанням операційного підсилювача, тоді

, (8.35)

де С – ємність запам’ятовуючого конденсатора у від’ємному зворотному зв’язку; езм– напруга зміщення ОП.

Недоліком паралельних конденсаторних перетворювачів є велика площа, яку вони займають на кристалі інтегральної мікросхеми. Значно економніше використовується вона в послідовних конденсаторних перетворювачах (рис. 8.10) [79, 80]. Для цієї схеми повинна виконуватись умова C1=C2. Перетворення двійкового слова здійснюється послідовно, починаючи з найменшого розряду b0. Конденсатор С1 заряджається до напруги Е0 при b0=1 шляхом замикання ключа S2 або розряджається при b0=0 шляхом замикання S3. Одночасно конденсаторС2 розряджається через ключ S4. Потім при розімкнених ключах S2–S4 замикається ключ S1, що викликає подія заряду, тоді

. (8.36)

Рис. 8.10. Послідовний ємнісний ККП

 
 

Допоки на конденсаторі С2 зберігається заряд, процедура заряду конденсатора С1 повторюється для наступного розряду

. (8.37)

Таким самим способом здійснюється перетворення для решти розрядів слова керування

. (8.38)

Для реалізації цієї схеми потрібна лише пара конденсаторів для слів довільної розрядності. До недоліків цих перетворювачів слід віднести невисоку швидкодію.


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 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)