Цифровые вольтметры постоянного тока, Неинтегрирующий ЦВ - Электронные цифровые приборы. Реализация аналогового интегрирования в интегрирующих цифровых вольтметрах
Цифровые вольтметры (ЦВ) постоянного тока получили широкое распространение при измерении напряжений и как самостоятельные приборы (В2) и как основной функциональный узел универсальных ЦВ (В7). Выпускаемые промышленностью ЦВ реализуют все методы аналого-цифрового преобразования. Рассмотрим типовые структурные схемы и принцип работы некоторых ЦВ постоянного тока.
А) Вольтметры, реализующие время-импульсный метод преобразования.
В ЦВ, реализующих этот метод преобразования, измеряемое напряжение преобразуется в пропорциональный ему интервал времени путем сравнения со значением известной величины, изменяющейся по определенному закону. Затем полученный интервал времени преобразуется в цифровой код. Таким образом, ЦВ, реализующие этот метод, относятся к ЦИП прямого преобразования. Кроме того, они могут быть как мгновенного значения (неинтегрирующие ЦВ), так и с аналоговым интегрированием и усреднением результатов измерений (интегрирующие ЦВ).
Неинтегрирующий ЦВ
Типовую структурную неинтегрирующего ЦВ с время-импульсным преобразованием можно представить в следующем виде (рисунок 3):
4
Рисунок 3 - Структурная схема неинтегрирующего ЦВ с время-импульсным преобразованием
Синхронная работа всех узлов ЦВ обеспечивается с помощью управляющего устройства (УУ). При этом управление может быть как ручным так и автоматическим. В первом случае измерения будут однократными, а во втором - периодически повторяющимися с определенным тактом. Тактовый импульс УУ, как видно из рисунка 3, сбрасывает на нуль показание счетчика, полученное во время предыдущего такта, и запускает генератор линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН). Напряжение этого генератора сравнивается с при преобразовании его во временной интервал. Это сравнение производится в сравнивающих устройствах (компараторах) и. Компаратор имеет уровень срабатывания, а - (+). Зарисуем временные диаграммы, поясняющие принцип работы вольтметра (рисунок 4):
4
Рисунок 4 - Временные диаграммы, поясняющие принцип работы
Вольтметра.
При = срабатывает и образуется старт-импульс, который открывает селектор. Счетчик начинает считать импульсы, поступающих через открытый селектор от генератора счетных импульсов (ГСИ). Эти импульсы следуют с периодом, определяющим шаг квантования в данной схеме ЦВ. В момент равенства = ( + ) срабатывает и образуется стоп-импульс, который закрывает селектор. Подсчет импульсов прекращается. Счетчик фиксирует некоторое число импульсов N, которое по команде УУ подается в отсчетное устройство (ОУ) и на его табло воспроизводится результат измерения в цифровой форме. Как видно из эпюр, измеряемое напряжение преобразовалось в интервал времени. При этом = , где. В свою очередь. В результате. При и показание счетчика прямо пропорционально, т. е. мы получаем прямоотсчетный ЦВ.
Из рисунков 3 и 4 хорошо видны основные источники погрешностей этих вольтметров. погрешность дискретности. Она составляет ±1 единицу младшего разряда счета; погрешность меры (), в качестве которой в современных типах ЦВ применяют кварцевые ГСИ; погрешность преобразования в, определяемая нелинейностью () и погрешностью компараторов (временное положение старт и стоп импульса). Применение двух компараторов позволяет исключить с помощью U0 начальный нелинейный участок и значительно компенсировать нестабильность характеристик самих компараторов; погрешность за счет наложения на гармонической помехи с амплитудой. В неблагоприятном случае эта погрешность может оказаться равной /. Поэтому в этих ЦВ должны предусматриваться меры повышения помехозащищенности.
Эти меры реализуются в интегрирующих ЦВ с аналоговым интегрированием и усреднением результатов измерений.
Похожие статьи
-
В интегрирующих цифровых вольтметрах (ИЦВ) с аналоговым интегрированием на каждом цикле измерения определяется значение измеряемого напряжения за...
-
В цифровых измерительных приборах (ЦИП) автоматически вырабатываются дискретные сигналы измерительной информации, а показания представляются в цифровой...
-
1. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для ВУЗов. Нефедов В. И. и др.; Под ред. Нефедова В. И. - М.: Высш. шк.,...
-
"Интегрирующие АЦП", АЦП многотактного интегрирования - Интегрирующие АЦП
Недостатком рассмотренных выше последовательных АЦП является низкая помехоустойчивость результатов преобразования. Действительно, выборка мгновенного...
-
Формирователь импульсов, Счетчик импульсов - Цифровой блок управления
Формирователь импульсов можно изготовить на основе триггера Шмитта, который имеет пороги срабатывания и отпускания, между которыми существует зона...
-
Следующим типом интегрирующего АЦП с частотно-импульсным преобразованием, принцип работы которого основан на предварительном преобразовании входного...
-
АЦП последовательного счета Этот преобразователь является типичным примером последовательных АЦП с единичными приближениями и состоит из компаратора,...
-
Измерение разности фаз - Оcновы радиоэлектроники
Измерение разности фаз между двумя гармоническими напряжениями одной частоты широко применяется в радиоэлектронике при исследовании различных...
-
ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Ниже приведены некоторые параметры в отечественном по ГОСТ 19480-89 и международном обозначении. Tзд. р.1,0 / tPHL - время задержки распространения при...
-
Экспериментальное исследование характеристик устройства - Разработка схем кодера PAL
Целью проведения экспериментального исследование было снятие временных характеристик следующих функциональных узлов цифрового кодера PAL: генератора...
-
Аналого-цифровые преобразователи - Типы преобразователей
Предварительные замечания об АЦП Кроме чисто "цифрового" сопряжения (ключи, лампы в т. п.), которое обсуждалось в нескольких предыдущих разделах, часто...
-
Формирователь импульсов, Счетчик импульсов - Цифровой блок управления резьбонарезным шпинделем
В качестве ФИ используем триггер Шмитта, который позволяет исключить влияние помехи и повысить крутизну фронта среза импульсов подаваемых на СИ. Так как...
-
Описание работы СИФУ - Реверсивный тиристорный преобразователь для электроприводов постоянного тока
Для работы СИФУ используется косинусоидальное опорное напряжение, максимальное значение которого должно находится в точках естественной коммутации...
-
Обобщенная схема электронного прибора контроля 1 - датчик - чувствительный элемент, который преобразует неэлектрические параметры внешних физических...
-
Введение - Разработка комплекса приборов для измерения температур
Существуют два основных способа для измерения температур - контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте...
-
Определение чувствительности производится с помощью измерительного генератора, уровень входного сигнала которого или нормирован с допускаемой для поверки...
-
Динамические параметры - Последовательный интерфейс сигма-дельта АЦП
Возникновение динамических погрешностей связано с дискретизацией сигналов, изменяющихся во времени. Можно выделить следующие параметры АЦП, определяющие...
-
Большинство современного подвижного состава оборудовано системами регулирования с помощью реостатов. Во время разгона на каждый пуск расходуется энергия...
-
Приборы точной настройки предлагаемые некоторыми фирмами На рынке появилось устройство TV Field Meter 7830 (TVFM), производимое фирмой Sefram Instruments...
-
Расчет схемы электрической принципиальной цифрового матрицирующего устройства. Рассмотрим систему обозначений сигналов, принятую в цифровом телевидении...
-
Программируемыепостоянныезапоминающиеустройства(ППЗУ)делятсянаоднократно программируемые (например, биполярные ПЗУ с плавкими соединениями) и...
-
АЦП ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТИПА - Цифровые устройства и микропроцессоры
В таком АЦП весь диапазон входного напряжения разбивается на 2^n интервалов. Каждому интервалу соответствует опорное напряжение Uо(i), снимаемое с...
-
Введение - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1
В данной курсовой работе рассмотрена схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП) последовательного счета. В этом курсовом используется АЦП с...
-
Полупроводниковый резистор - это полупроводниковый прибор с двумя выводами, построенный на полупроводнике, равномерно легированном примесями. В...
-
Метод обратного преобразования - Структурные методы повышения точности средств измерения
Этот метод применяется при автоматической коррекции погрешности средств измерений. Для реализации этого метода используется обратный преобразователь,...
-
Метод сравнения с мерой - Структурные методы повышения точности средств измерения
Метод сравнения с мерой основан на том, что размер измеряемой величины сравнивают с помощью компаратора с размером величины, воспроизводимой мерой, а...
-
Этот метод эффективен при доминировании случайной составляющей погрешности измерений. Известно, что случайная составляющая погрешности измерений среднего...
-
Этот расчет проводим графоаналитическим методом. Графические построения проводим с помощью выходных и входных вольтамперных характеристик транзистора. На...
-
Реверсивный тиристорный преобразователь По заданию на курсовой проект необходимо разработать схему электронной защиты ТП. В качестве примера рассмотрим...
-
АЦП поразрядного уравновешивания. - Разработка аналого-цифрового преобразователя
Преобразователь этого типа, называемый в литературе также АЦП с Поразрядным уравновешиванием , является наиболее распространенным вариантом...
-
Система управления преобразовательным устройством предназначена для формирования и генерирования управляющих импульсов определенной формы и длительности,...
-
Преобразователь этого типа, называемый в литературе также АЦП с Поразрядным уравновешиванием , является наиболее распространенным вариантом...
-
Сигма-дельта АЦП - Интегрирующие АЦП
АЦП многотактного интегрирования имеют ряд недостатков. Во-первых, нелинейность переходной статической характеристики операционного усилителя, на котором...
-
Расчет выходного частотного фильтра - Основы проектирования приборов и систем
В качестве выходного фильтра целесообразно применить фильтр нижних частот (ФНЧ) с плоской АЧХ (фильтр Баттерворта), имеющий максимальный коэффициент...
-
Отличия цифрового представления сигналов от аналогового Традиционное аналоговое представление сигналов основано на подобии (аналогичности) электрических...
-
Цифро-аналоговые преобразователи - Типы преобразователей
Задача заключается в преобразовании величины, которая задана двоичным (или многозначным двоично-десятичным) числом в пропорциональный уровень напряжения...
-
Определение переходной характеристики цепи Переходная характеристика цепи: H(t)=hпр(t)+hсв(t) (18) Т. к. воздействие - ток, а реакция - ток на...
-
Определим параметры нелинейной модели Эберса-Молла. В соответствии с вариантом тип используемого транзистора n-p-n КТ316Г. Транзисторы кремниевые...
-
Цифровая обработка - это одна из перспективных областей высоких наукоемких технологий. Это арифметическая обработка в реальном масштабе времени...
-
Особенности электронных коммутаторов - Аналоговые коммутаторы
Разновидности аналоговых коммутаторов, показанные на рис. 1, могут быть реализованы на электронных элементах с управляемым сопротивлением, имеющим малое...
Цифровые вольтметры постоянного тока, Неинтегрирующий ЦВ - Электронные цифровые приборы. Реализация аналогового интегрирования в интегрирующих цифровых вольтметрах