Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Цифровые вольтметры поразрядного уравновешивания

Принцип действия ЦВ заключается в сравнении измеряемого напряжения U_x с рядом образцовых напряжений U_0i, значения которых с помощью цифрового кода меняются по определенному закону. В простейшем случае это может быть ступенчато- изменяющееся напряжение с некоторым шагом (например, U_0i=1мВ).

В момент равенства сравниваемых напряжений, этот код (число) является цифровым эквивалентом измеряемого напряжения U_x.

Известно большое число разновидностей указанного метода. Они отличаются главным образом законом изменения образцовых напряжений U_0i и способом организации ООС. В ЦВ обычно U_0i изменяется по двоично-десятичному коду, а в АЦП – по двоичному, поэтому по окончании цикла сравнения

,

где n- число разрядов кода; q- напряжение, соответствующее единице младшего разряда; - коэффициент, равный 0 или 1 в зависимости от результата сравнения в каждом такте.

Как правило, ЦВ строятся на основе замкнутых систем со сравнением аналоговых величин. Функциональная схема такого ЦВ и диаграмма его работы приведены на рис.20.

Напряжение U_х через входное устройство ВУ поступает на один из входов сравнивающего устройства СУ. На другой вход СУ по сигналам устройства управления УУ в соответствии с выбранным кодом с цифро-аналогового преобразователя ЦАП подаются напряжения U_0i с источника образцового напряжения ИОН. Этот процесс продолжается до наступления равенства напряжений U_х= U_0i.

Рассмотрим числовой пример (см. рисунок). Пусть входное напряжение U_х=21мВ, U₀=32мВ, ЦАП – 6- разрядный.

Первый тактовый сигнал УУ приводит схему в исходное состояние и подает на цифровой вход ЦАП число N_х=100000. На выходе ЦАП появляется напряжение U₀₁=32мВ. Это напряжение сравнивается с помощью СУ с измеряемым напряжением U_x. При U_0i>U_x ("много") СУ выдает сигнал логической 1, при U_0i<U_x ("мало")- логический 0.

При поступлении сигнала "1" УУ сбрасывает последний подключенный разряд ЦАП и подключает следующий. При поступлении "0"- последний разряд не сбрасывается и подключается следующий. Процедура получения кода N_х отображена на временной диаграмме.

Выходной сигнал СУ, зафиксированный УУ, является цифровым эквивалентом U_x, который индицируется с помощью устройства отображения информации УОИ.

Погрешности данного типа ЦВ определяются главным образом стабильностью напряжения ИОН, чувствительностью СУ и стабильностью его порога срабатывания, разрядностью и нелинейностью ЦАП.

Существует большое число ИС АЦП поразрядного уравновешивания. Это 12-разрядный КР572ПВ1, 8-разрядный микромощный К572ПВ3, быстродействующий 10-разрядный К1108ПВ1 и другие.