25.3.3. ИЗМЕРЕНИЕ АМПЛИТУДНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

Для измерения пиковых значений достаточно в цепь заряда конденсатора ввести диод. Компенсировать падение напряжения на открытом диоде можно, если включить его в цепь отрицательной обратной связи повторителя напряжения, как показано на рис. 25.17. Пока входное

напряжение диод закрыт. При диод проводит и благодаря наличию отрицательной обратной связи . В соответствии с этим конденсатор С заряжается до максимального значения входного напряжения. Следующий повторитель напряжения практически не нагружает конденсатор, так что пиковое значение запоминается на очень длительное время. С помощью ключа конденсатор разряжается перед новым измерением.

Усилитель работает на емкостную нагрузку, поэтому возможно возникновение колебаний. Этот эффект устраняется с помощью демпфирующего резистора Конечно, время установления из-за введения резистора возрастает, так как напряжение на конденсаторе приближается к стационарному значению асимптотически. Кроме того, недостатком схемы является также то, что не управляется при Диапазон работы этой схемы ограничен низкими частотами.

От обоих недостатков свободен измеритель пиковых значений, представленный на рис. 25.18. Здесь использован инвертирующий Если превышает — напряжение У, становится отрицательным и диод начинает проводить. Благодаря отрицательной обратной связи, охватывающей оба усилителя, устанавливается таким, что При этом исключается влияние падения напряжения на диоде а также и напряжения смещения преобразователя импеданса Если входное напряжение опять снижается, напряжение нарастает. Диод закрывается и разрывает цепь отрицательной обратной связи, осуществляемой через Напряжение нарастает до тех пор, пока диод начнет проводить и усилитель будет охвачен обратной связью. Этим исключается неуправляемое состояние.

Инвертированное положительное пиковое значение запоминается на конденсаторе С, так как он практически не разряжается ни через ни через повторитель напряжения После окончания измерений конденсатор С разряжается через ключ Для измерения отрицательного пикового значения полярность диодов должна быть обратной.

Измерение мгновенных пиковых значений

Для непрерывного измерения пиковых значений можно заменить ключ в описанном устройстве высокоомным резистором. Его величина выбирается такой, чтобы между двумя максимумами напряжения не было заметного разряда конденсатора С. Недостатком этого устройства является то, что для регистрации уменьшения амплитуды требуется очень большой промежуток времени.

Для ряда применений, особенно в устройствах управления, важно, чтобы определение амплитуды производилось с возможно меньшим временем запаздывания. При использовании описанного устройства время измерения составляет по меньшей мере период входного сигнала. При сигналах синусоидальной формы амплитуду можно расчитатъ для каждого момента по тригонометрической формуле

Это соотношение уже использовалось для управления амплитудой генератора, показанного на рис. 18.24. Управление в рассматриваемом случае реализуется особенно просто, поскольку в устройстве получаются функции

При измерении неизвестного синусоидального напряжения нужно получить для входного напряжения функцию Для этого можно применить дифференциатор. На его выходе получаем

Рис. 25.18. Усовершенствованный измеритель амплитудных значений.

Рис. 25.19. Схема для измерения мгновенных амплитудных значений синусоидального сигнала.

При известной частоте можно считать параметр равным единице. Следовательно, в нашем распоряжении имеется искомый член для дальнейших вычислений по формуле (25.13). После возведения в квадрат и сложения без использования фильтров находим амплитудное значение.

При переменной частоте в устройство необходимо ввести интегратор для получения члена с частотно-независимой амплитудой (рис. 25.19). Выходной потенциал интегратора составляет

Постоянная интегрирования во включенном состоянии приводится к нулю с помощью резистора Перемножая и получаем

После образования разности и извлечения корня находим выходное напряжение

Таким образом, для каждого момента времени оно равно пиковому значению входного напряжения. Резкое изменение амплитуды сигнала приводит к запаздыванию выходного сигнала, определяемому временем, необходимым для того, чтобы интегратор вновь установился в среднее значение (нуль). Следует отметить, что выходное напряжение сразу же изменяется в соответствующем направлении, поэтому подключенная к выходу устройства схема, например управляющий усилитель, получает правильную команду.