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

Рис. 2-19. Схема расширителя импульсов (обведен пунктиром) и развязывающего каскада на лампе 6Н1П.

уменьшить б^зар в несколько раз даже при большой еМКОСТИ Сцак-

Из выражений для зарядных погрешностей нетрудно найти значение £и.мин или время накопления Tua.ib при ко­ торых эти погрешности не превышают допустимых зна­ чений 6t/зар.допНайдем их, например, для полупровод­ никового диода. При напряжении импульса

где to определяется по формуле (2-38).

Практически для определения основных характерис­ тик преобразователя удобно пользоваться обобщенными

47

грешность не превышает за­ данную, или решить обратную задачу — синтеза ДК.Н по заданным погрешностям и параметрам сигналов.

2-11. О влиянии параметров полупроводниковых диодов на погрешности преобразования

При использовании полупроводниковых диодов в ка­ честве ЗУ необходимо учитывать, что их нелинейные свойства влияют не только на зарядные погрешности, но также и на коэффициенты передачи и разрядные ха­ рактеристики преобразователей. К этим свойствам сле­ дует отнести нелинейную зависимость прямого и обрат­ ного токов диода и его емкости Сд от приложенного напряжения. При оценке этих факторов для определен­ ности будем полагать, что преобразователь выполнен по схеме с открытым входом (см. рис. 2-16,а), а длитель­ ность входного импульса /„ достаточна, чтобы прене­ бречь погрешностью 6£/зар и инерционностью диода. Бу­ дем также учитывать, что прямая ветвь вольт-амперной характеристики диода при малых токах аппроксимирует­ ся функцией (2-32), а коэффициент передачи Кр описы­ вается выражением (2-10). В этом случае погрешность коэффициента передачи

8Кр— 8Ко "Б ЬМ

определяет линейность амплитудной характеристики пре­ образователя. Оценим ее составляющие. Рассмотрим

48

вначале коэффициент передачи по постоянному току Ко- Имея в виду аппроксимацию (2-32) и полагая, что £д.0 и l/i?Hмалы, a KoUm~Um, что обычно всегда выполняется, получим:

ального стабилизатора тока), то погрешность ЬК0- » 0 .

Изменение коэффициента М в диапазоне Um опреде­ ляется зависимостью. барьерной емкости диода Ся от приложенного напряжения. Для диффузионных диодов

[Л. 72].

где Сдо — начальная емкость диода (при Дд= 0 ); фк — контактная разность потенциалов порядка одного вольта.

Решение уравнения для перезаряда конденсаторов Спок и Сд с учетом формулы (2-46) и начальных заря­ дов на конденсаторах при 7(о=1 приводит к результату

погрешность 8Ко в диапазоне напряжений можно найти по формуле

Ко (Цт) 8/С0 Ко (итя)

Погрешность 6М при калибровке преобразователя на­ ходится по аналогичной формуле.

Можно показать [Л. 54], что если Rn^ 3 Мом, а

^ 1 б, то значение коэффициента передачи Д'о— И. При этом величина б/Со< ОД % и результирующая погреш­ ность бКр в основном определяется значением бМ. Что­ бы обеспечить бМ ^-—1%, необходимо выполнить усло­ вие Си/Сдо]>45, что следует из выражения (2-47). Уве­ личение Сп ограничено допустимым значением 5Дзар, поэтому для повышения линейности амплитудной харак­ теристики следует выбирать диоды с малой проходной емкостью.

Рассмотрим далее разрядные характеристики преоб­ разователей. Аппроксимация обратной ветви вольтамперной характеристики функцией (2-32) при анализе разрядных характеристик РИ в случае использования импульсных диодов не позволяет получить достаточную точность расчетов, так как у быстродействующих крем­ ниевых и германиевых диодов в обратном токе превали­ рует ток термогенерации, зависящий от U0бР [Л. 41]. Для

Коэффициент а определяется типом диода и окру­ жающей температурой. При комнатной температуре для кремниевых и германиевых диодов а не превышает зна­ чений 10-7 ав-1/3 и 10-4 ав~113 соответственно. Например, для диодов КД503Б а= 0,013 мка-в~т, для Д311—а = = 2 2 мка-в~Чг (получено по вольт-амперным характери­ стикам диодов).

В РИ ток £0бр влияет на скорость разряда С„ и ухуд­ шает характеристики запоминания.

Если погрешность запоминания |б£/зп|<0,1, то время

в основном определяется величиной тока /до и значени­ ем коэффициента а, так как составляющая разрядного тока UmBbix/Rn относительно мала.

Для того чтобы время запоминания Гзп было ста­ бильно и мало зависело от тока термогенерации [функ­ ция (2-48)] необходимо выполнить условие /до>Ц>бр.

50