Файл: Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры.pdf

разно

использовать тогда,

когда требования к стабильности

пара ­

метров

выходных сигналов

не очень

жесткие . Д л я получения

ста­

бильных характеристик схем необходимо стабилизировать

питаю­

щие н а п р я ж е н и я , выбирать

стабильные навесные элементы и т. п.

В некоторых случаях

такие

меры могут привести к неоправданным

з а т р а т а м

(например,

с т а б и л и з а ц и я

н а п р я ж е н и й ,

питающих

логи­

ческие

узлы приборов) . Поэтому очень часто могут о к а з а т ь с я

по­

лезными

формирующие и

в р е м я з а д а ю щ и е схемы,

построенные

на

Рис. 3-20. Одновибратор

Рис. 3-21. Мультивиб­

ратор

Н а

рис. 3-20 представлена схема

одновибратора .

Достоинством

схемы

является возможность точного

з а д а н и я порога

с р а б а т ы в а н и я

(с точностью до величины смещения

усилителя) в широком диапа ­

ного запускающего, превышающего по амплитуде величину

напря ­

ж е н и я смещения . Изменением н а п р я ж е н и я смещения

U0

дости­

гается регулировка

порога с р а б а т ы в а н и я схемы.

Длительность выходного

импульса

можно

оценить

с помощью

в ы р а ж е н и я :

tSi

= (R2

+ R3)C1\n

AU°R*

.

(3-18)

и

v 2

^

3 /

Ua(R2

+ R3)

v

;

Резистор R3 используется д л я

уменьшения

времени

восстанов­

Если

в а ж н а стабильность порога с р а б а т ы в а н и я ,

то

сопротивле­

ния

Ri,

и R2 д о л ж н ы выбираться по возможности

меньшими, при­

чем

сумма Rz и выходного сопротивления источника

н а п р я ж е н и я

смещения д о л ж н а приблизительно равняться Ri.

ной

времени

Т !

І П (

—

^

^

если

принять, что н а п р я ж е н и е

USbix

при насыщении усилителя в по­

ложительной

области равно по абсолютной величине н а п р я ж е н и ю

на выходе при насыщении усилителя

в

отрицательной

области .

Время восстановления определяется постоянной времени

T ^ t f A l n f

^

^

Таким образом,

д л я уменьшения времени

восстановления

при

большом Ri необходимо в ы б р а т ь

Ri<^Ri.

Д л я уменьшения

влияния

на формируемую длительность

изменения

ид

от температуры

не­

обходимо выполнить

условие:

— — — - ^ в ы х ^ ^ д - Д л я

уменыле -

# 2

+ ^ 3

U вых

НИЯ

ВЛИЯНИЯ

На формируемую

ДЛИТеЛЬНОСТЬ

ИЗМенеНИЯ

от

температуры

необходимо выполнить условие:

- — • UBh[X

<^

UBblx.

теля н а п р я ж е н и я и формирующего

устройства. Н а и б о л е е

в а ж н ы м

элементом является ф о р м и р у ю щ е е устройство.

Основное требование,

п р е д ъ я в л я е м о е к ф о р м и р у ю щ е м у

устрой­

ству частотомера, — обеспечить

на

выходе

прямоугольные

им­

пульсы

с достаточно

крутыми

фронтами

той

ж е частоты,

что и

входное

напряжение .

К

формирующем у

устройству

измерителя

временных интервалов

добавляется

требование жесткой

фиксации

Формирующее устройство измерителя длительности импульса

дол­

ж н о обеспечивать формирование прямоугольного импульса с

дли­

100 ком (или согласованный

вход

д л я высоких частот) .

Коэффи ­

циент усиления

усилителя рассчитывается

из соотношения: £ / с п =

= f e a C / m m i n ,

где

( У с п — п о р о г с р а б а т ы в а н и я

спусковой схемы; k —

коэффициент усиления усилителя;

Vmraxn — минимальное

значение

амплитуды

входного

сигнала;

a — у р о в е н ь ,

на котором

произво­

дится формирование

входного

сигнала .

мость стабильности

порога

с р а б а т ы в а н и я

триггера

Шмитта .

Требования к ф о р м и р у ю щ и м

устройствам измерителей частоты,

периода и длительности импульса оказываются различными

и по

частотному

диапазону .

Полоса пропускания формирующего устройства измерителя ча­

стоты д о л ж н а обеспечить

передачу

напряжений в диапазоне

частот

от

минимальной

f x m i n

до

максимальной

fx

max ЧаСТОТЫ.

Полоса

пропускания

формирующего

устройства

измерителя периода

д о л ж н а

обеспечить

передачу

н а п р я ж е н и й

с пе­

риодом

ОТ Т х т і п

ДО Т х т а х ,

ГДЄ Т х т 1 п и

ТХтпах—минимальное

и

максимальное

значения измеряемых

периодов.

Д л я

удовлетворительной

передачи

импульсов

минимальной

длительности

Рис. 3-23.

Принципиальная

необходимо,

чтобы

время

установления

электрическая схема

вход-

формирующего

устройства

составляло

н о г о

У с т Р о и с т в

а

величину

порядка

T y C T ~ 0 , l W i ,

гд е

^тш — м и н и м а л ь н а я длительность входного

импульса. Тогда высо­

кочастотная

постоянная времени

формирующего

устройства

т в = - ^ - т у с т = 0,03^ ш і п ,

чему соответствует

верхняя граничная ча­

стота:

/ в = 1 / ( 2 я т в ) =

5 , 3 / / т , п .

(3-21)

Н и ж н я я граничная

частота составит:

/ н = 1 / П т а х -

(3-22)

Аналогичными в ы р а ж е н и я м и определяются верхняя

и н и ж н я я

тельности

импульса. П р и этом

в в ы р а ж е н и е (3-21) следует вместо

^min

ПОДСТаВЛЯТЬ Т ж т 1 п ,

а В в ы р а ж е н и е

(3-22)

ВМеСТО

Гостах—Тжтах,

где

Тжтіп и Тжтаж—минимальное и максимальное значения

измеряе­

мых длительностей импульсов.

Н а рис.

3-23 представлена

типичная

схема

формирующего

уст­

ройства,

в к л ю ч а ю щ а я

входной

усилитель А1 и триггер

Шмитта,

построенный

на дифференциальном усилителе А2. Входной

уси­

литель включен по схеме неинвертирующего

усилителя .

Коэффи ­

циент усиления его регулируется переменным

сопротивлением

Ri.

Входное

сопротивление

формирующего

устройства

определяется

входным

сопротивлением усилителя А1.