|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы было описано несколько типов ГУН, которые при работе в режиме качания частоты пригодны и в данном случае. На рис. 2.37, а изображен альтернативный метод реализации такого преобразователя. Основной принцип функционирования этой схемы можно описать следующим образом. Компаратор производит сравнение входного напряжения и напряжения в узле В. Если входное напряжение выше, то выходной сигнал компаратора запускает одновибратор. Выходной сигнал одновиб-ратора замыкает ключ, который подсоединяет источник тока  Напряжете Вузле Выходной сигнал одновид-ратора Рис. 2.37. Преобразователь напряжение - частота, временные диаграммы сигналов (б). Структурная схема (а); к узлу В схемы в течение периода работы одновибратора. Далее с окончанием цикла одновибратора ключ размыкается. При этом в цепь RbCb от источника тока / поступает заряд где Г - период работы одновибратора. Если в это время напряжение в узле В не превышает входного напряжения, то компаратор снова запускает одновибратор, и в цепь /?вСв поступает друг®й заряд. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока напряжение в узле В не станет выше входного. В этот момент одновибратор остается в выключенном состоянии и конденсатор Св начинает разряжаться через резистор Rb до тех пор, пока напряжение на нем не станет равно Vbx и не произойдет запуск одновибратора. В этом случае достигается установившийся режим, когда обеспечиваемая источником тока / скорость заряда достаточна для поддержания условия Ув Vbx- Поскольку скорость разряда конденсатора Св пропорциональна Vb/Rb, цикл функционирования данной системы (и, следовательно, частота) пропорционален напряжению Vex. На рис. 2.37,6 приведены форма напряжения в узле В и выходной импульс одновибратора. Необходимо отметить, что длительность выходного импульса одновибратора остается постоянной, а от напряжения i/вх зависит только частота повторения импульсов. Выход источнина тома Ноэдзср. мас-utmaSupo-бания /Гоеич. быссод Земля
jho- ибра-тлор  ратор Входное напряжение д \nopoi RC-цепь одновибратора Рис. 2.38. Функциональная схема преобразователя напряжение-4151. -частота типа На рис. 2.38 представлена структурная схема промышлен ного преобразователя напряжение - частота типа 4151. Коэффициент передачи преобразования определяется в виде /C = 0,486/?s/(/?b/?oCo) кГц/В. (2.42) Отметим, что в уравнение для коэффициента передачи преобразования не входит конденсатор Св: он предназначен для интегрирования выходного сигнала одновибратора, а также служит для предотвращения режима насыщения источника тока, что может произойти при малых его номиналах. Реальное схемное исполнение преобразователя напряжение-частота с динамическим диапазоном входного напряжения от О до 10 В и частотой выходного сигнала от О до 10 кГц изображено на рис. 2.39. Основными преимуществами данной схемы являются низкая стоимость и простота, однако линейность составляет приблизительно 1 %; кроме того, схема имеет большое время срабатывания (приблизительно 135 мс при скачке входного напряжения от О до 10 В). Это в основном связано с пассивной интегрирующей цепью RbCb. Путем введения в схему внешнего операционного усилителя, как показано на рис. 2.40, можно реализовать преобразователь напряжение - частота повышенной точности. Линейность улучшенной схемы составляет приблизительно 0,05 %, а время срабатывания около 10 МКС Такая линейность обеспечивается во всем динамическом диапазоне входного сигнала. Улучшение линейности при использовании ОУ связано с тем, что на выходе источника тока (вывод /) поддерживается нvлeвoe напряжение И, следовательно, устраняется погрешность, обусловливаемая выходной проводимостью источника тока. Для защиты от появления отрицательного напряжения .на выводе 7 используется 12И0М SkO .lH= о-с: 5,Ui0m "о Вых. частота - -i n r tOOfiOM ® Входное напряжение ShOm Рис. 2.39. Простой преобразователь напряжение - частота, /о = KVi, где К .= 0,486Rsi{RBRoCl) кГц/В. С, 0,005мкФ  Пол но масштабная подстройна •i- 5/<0/v IZkDm Peei/лировт спещения \ЮОнОм vi о-rj-t--o1/+ £100 к Ом too Ом 5,1 hOn -{J xR-mi HZ 5,1нОм lOhOn foOjSHOM Рис. 2.40. Прецизионный преобразователь напряжение - частота. ДИОД с малым током утечки, поскольку любой ток утечки в этой точке приводит к снижению точности работы схемы. Подстройка этой схемы осуществляется следующим образом! сначала с помощью регулировки резистора Rs при входном сиг.-- 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 |