Файл: Маграчев З.В. Аналоговые измерительные преобразователи одиночных сигналов.pdf

образом, накладывает ограничение

на форму входного импульса и

не всегда может быть реализовано.

Величина неоднородности за

счет включения конденсатора

в тракт передачи может быть равна

1—2 см. Это приводит к макси­

30—60 псек, когда на входе

действует

идеальный

пере­

пад

напряжения.

Рассмотрим

далее

по­

грешности,

вносимые

инер­

ционностью

собственно

ди­

скриминатора.

Исследова­

нию

инерционных

свойств

ТД

уделено

достаточно

большое

внимание

в

отече­

ственной и зарубежной ли­

тературе.

Наиболее

полное

отражение

эти

вопросы

нашли

в

[Л. 143, 144], где

основное

внимание

сосредо­

точено

на

исследовании

характеристик ТД в режиме

переключения.

Однако

при

Рис.

8-3. Эквивалентная схема

ди­

построении входных

порого­

скриминатора.

вых устройств важное зна­

чение

имеют

погрешности,

вносимые

параметрами

ТД

При

расчете этих погрешностей

ди­

до

момента

его

срабатывания.

представленный

на' рис. 8-3. В данной схеме UBx(t)

и UBUX(t) —

соответственно

входное и выходное напряжение

дискриминатора;

Uи — напряжение, эквивалентное

установленному

уровню измере­

ния; До — приведенное ко входу

начальное смещение

туннельного

диода.

20—30%

и его можно не учитывать [Л. 144].

С учетом принятых допущений дифференциальное уравнение для

схемы, приведенной на рис. 8-3,

имеет вид;

/?iCs

х--= t/DX + Н0 —

С/цзм — i n R i — ( ji ^ ~ ~h ^

(8_5)

,-д

2

Уд

к

(8-6)

'■д

UU, ’

где гл= СУi//1 (см. рис. 8- 1,6);

t/д — напряжение

на диоде.

Положим, что на вход дискриминатора подается идеальный пе­

репад напряжения

( 0 -

и т при / > 0.

(8-7)

О

при / < 0.

Л (1 + V \ + m P t) У \ - т { \ - Р , )

т (1 - Я 0)

1- т (1 - Я 0) — V\ + m P t

р К ( 1 - Я 0 )

/ н - 1

Я-Г1\)С gт -

+\1 (ГТ1 +ЛП\

при Р 0 <

1 -----^ ,

(8-8)

Т|—

„

~ .

4“

•

а —

ГИ.

//? — 7jjo

I

>

г„ (/?в +

/?.) .

t/, .

/?„/?,

’

-

- Um ’

нидо-галлиевого ТД (R t= 150 ом\ /?„=50 ом\

t/i = 0,2 в, 11= 5 ма,

Um= 2 в ), представлена на рис.

8-4.

Как

видно

из рисунка, макси­

мальное значение погрешности

Д/2

(при

уровне

измерения Ро=0,9)

время в литературе появились со-

j j

общения о разработке промышлен­

Atг

ностью быстродействующих герма­

Ъ

ниевых

ТД

[Л. 146], емкость СА

0,8

которых

составляет

менее

1,5—

2 пф при / i= 5 ма.

Это

позволит

0,6

уменьшить максимальную

погреш­

ность дискриминатора до величи­

ны 200 псек, что даст возмож­

W

ность измерять с достаточной сте­

пенью точности временные интер­

0,2

валы менее

0,5— I нсек.

Формула (8-8) справедлива при

Ро

идеальном

фронте

входного

сиг­

нала и поэтому дает

максимально

0,2

0,4 0,6

0,8 1,0

возможную погрешность. При ре­

Рис. 8-4.

Зависимость

Л/г/Ti =

альных фронтах входных импуль­

сов погрешность, вносимая инер­

= / (Л 0).

ционностью

дискриминатора,

мо­

дискриминатора, пренебрежительно

мала

(см. рис. 8-4) и ее

можно

не учитывать. С учетом формулы

(8-9)

дифференциальное

уравне­

ние (8-5) имеет вид:

dU„nx ,

1 +

Р ..

Uqx ■ Ц, —

dt ^

dt

и °ы* ~

т, ^

(8- 10)

т,

С учетом

(8- 11) соотношение (8- 12) будет иметь

вид:

1

Р 0 — т, In j- _ - — т }х,

где т 1=То/^ф,

x = A t3fra,

At3 — погрешность за счет

инерционности

дискриминатора.

График зависимости x= f(P o) для трех значении Ш\ приведен на

рис. 8-5,а. Из

него видно,

что при W i>5 величина х

практически не

а)

6)

Рис. 8-5. Графики

зависимости х=/(Я 0)

при т = 0,2;

1,0 и 5.

а — для линейно нарастающего;

б — для экспоненциального фронта.

обычно значительно

меньше

единицы, а

погрешность

Ломакс ^

висимости х = ! ( Р 0)

наблюдается при экспоненциальной

форме вход­

ного сигнала:

__ <_

"*)■

Решение уравнения (8-10)

при таком сигнале

имеет

вид:

1—■т 2

1Щ

Яо =

_ L px O - " h )

е*

1—ша

(8-13)

1П2

т2 L