Файл: Петренко А.И. Масштабно-временные преобразователи импульсных сигналов.pdf

Статическая погрешность преобразователя опреде­ ляется на основании основных соотношений, описывающих узлы устройства и связывающих выходную и входную ве­ личины преобразователя. В соответствии с рассмотренным процессом преобразования статическая погрешность обус­ ловлена погрешностью записи ординаты входного сигнала

j| на мишени потенциалоскопа, погрешностью представления отсчетного значения ординаты линии зарядного рельефа временным интервалом t* (14) и погрешностью преобра­ зования временного интервала в напряжение или число импульсов.

Погрешность записи е3 определяется линейностью канала записи устройства, стабильностью его характе­ ристик, а также правильностью выбора коэффициента уси­ ления усилителя входного сигнала Уѵ определяющего точ­ ность вписывания изображения входного сигнала в контур рабочего участка мишени. В схемном отношении элементы канала записи мало отличаются от узлов электронно-лу­ чевого осциллоскопа, поэтому обычный порядок резуль­ тирующей погрешности записи 1—1,5%.

Погрешность zt представления ординаты временным интервалом при развертывающем методе преобразования (т. е. отсчета интервала от момента запуска генератора пи­ лообразного напряжения до момента появления импульсаотметки) определяется нестабильностью начального уров-

.ня, нелинейностью пилообразного напряжения развертки и погрешностью определения момента пересечения считы­ вающего пучка с линией зарядного рельефа. Нестабиль­ ность начального уровня и нелинейность развертываю­ щего напряжения можно свести к минимуму выбором соответствующего схемного решения. Погрешность опре­

145

Погрешность ес преобразования временного интервала

внапряжение определяется нелинейностью пилообраз­ ного напряжения в амплптудио-ішпульсиом модуляторе. Если для обратного преобразования использовать напря­ жение строчной развертки считывания, погрешности за счет нелинейности развертывающих функций взаимно компенсируются [25].

Погрешность е„ преобразования временного интервала

вчпсло импульсов обусловлена нестабильностью тактовой частоты ускоряющих импульсов, конечной крутизной фронтов выходных импульсов широтно-импульсного мо­ дулятора, возможной потерей импульса при перебросе триггера модулятора и погрешностью дискретности по уровню. Чтобы снизить порядок е„ до 0,5—0,75%, приме­ няют кварцевую стабилизацию в генераторе ускоряющих импульсов, привязку момента появления первого импульса

кмоменту опрокидывания триггера, быстродействующий триггер в модуляторе н т. д.

Суммарную статическую погрешность е представления отсчетного значения ординаты в преобразователе можно оценить в 1,5—2%. Так как основные составляющие по­

грешности 8 определяются разрешающей способностью выбранной трубки N — 150 4- 200, то величину е мож­ но существенно уменьшить применением в преобразо­ вателе трубки памяти с большой разрешающей способ­ ностью.

Динамическая погрешность определения отсчетного значения обусловлена инерционностью измерительного тракта и может быть найдена по эквивалентной передаточ­ ной функции устройства [31]. Для нахождения эквивалент­ ной передаточной функции реальную нелинейную импульс­ ную схему устройства с шпротно-импульсным модулято­ ром ШИМ (рис. 48, а) заменяют схемой липейпого у ст ­ ройства с амплитудно-импульсным, модулятором АҢМ

146

(рис. 48, б) и элементом задержки

К,

ß =-jpUс — относительный коэффициент широтной моду­

ляции;

Kt — крутизна характеристики широтно-импульс­ ного модулятора;

Т — временной интервал.

Рпс. 48. К расчету масштабно-временного преобразователя как им­ пульсной системы:

а — импульсная система с Ш И М ; б — эквивалентная импульсная система с АЫ М ; в — временные диаграммы, поясняющие принцип эквивалентной замены; 1 — импульсный элемент; 2 — непрерывная часть.

Принцип эквивалентной замены импульсов ШИМ на АИМ показан на рис. 48, в,

147

На основании известных положений теории импульсных систем [31] для наиболее распространенной непрерывной части устройства типа апериодического звена первого порядка

( « I )

апериодического звена второго порядка

и инерцпонно-ннтегрирующего звена

аТ

(123)

9 (9 + а)

могут быть получены соответствующие выражения для эквивалентной передаточной функции:

где д =-jr— нормированная комплексная частота;

а и 6 — параметры непрерывной части устройства, равные отношению периода квантования Т- к соответствующим постоянным времени.

148

На основании выражений (124) — (126) выбирают па­ раметры непрерывной части преобразователя. В частности,

ла кадровой развертки считывания осуществлялась с помощью фантастронной схемы. Для установленного от-

•счетного значения определялась амплитуда импульса на выходе амплитудно-импульсного модулятора и число им­ пульсов в группе на выходе формирователя выходных и ускоряющих импульсов. Количество, импульсов подсчи­ тывалось счетчиком выходного блока. Полученные ста­ тические характеристики для разных коэффициентов уси­ ления входного блока приведены на рис. 49.

Динамическая точность преобразования проверялась на экране двухлучевого осциллографа сопоставлением формы

149