ционный усилитель У1 включается по схеме инвертора, поэтому положительному сигналу на входе соответствует отрицательный сигнал на выходе и наоборот.

Компараторы У] и Уг также производят сравнение с потенциалом земли, но имеют противоположный смысл. Компаратор Уг инвертирует прямоугольный сигнал, а компаратор Уз-нет. Результирующий сигнал на выходе представляет собой пару прямоугольных сигналов, удовлетворяющих требованиям двухтактной работы. Следует, однако, позаботиться о том, чтобы полная амплитуда сигнала на выходе не превышала максимальную величину, допустимую для датчика, который будет подключен к схеме.

Типичные детекторы

Большинство детекторов - это своего рода электронные переключатели, работа которых синхронизируется сигналом несущей переменного тока. На рис. 11.5 показаны два распространенных типа детекторов. В схеме, показанной на рис. 11.5, а, для детектирования несущей используют два транзистора и двухтактные трансформаторы. На соответствующие выводы баз транзисторов подаются отпирающий и запирающий сигналы высокого уровня, полученные из эталонного сигнала генератора несущей. Оба трансформатора должны быть хорошо сбалансированы, а транзисторы должны представлять собой согласованную пару.

На рис. 11.5,6 показана более современная система, в которой используется электронный переключатель на КМОП-схеме (называемый вентилем передачи). В состав такого устройства, в данном случае типа 4016, входят четыре переключателя, а используются только два из них. Когда на выводе 5 действует высокий уровень, выводы 4 м 5 замыкаются между собой, а если высокий уровень подается на вывод 13, то замыкаются выводы 1 и 2. В схеме, показанной на рисунке, в одно и то же время замкнут только один переключатель.

Операционные усилители У1-Уз выполняют функции, во многом похожие на те, которые описаны для схемы на рис. 11.4, г. Именно благодаря этим усилителям переключатели работают в противофазе. Два сигнала с выходов переключателей подаются на дифференциальный усилитель, в котором производится суммирование соответствующих выходов. Фильтр нижних частот, подключаемый к усилителю, уничтожает остатки сигнала несущей в сигнале постоянного тока, снимаемом с выхода У4.

Схемы компенсации смеиения нуля

Трудно найти датчик или усилитель, безупречный в отношении компенсации смещения нуля. Почти все они имеют смещение, которое не равно нулю в те моменты, когда измеряемый параметр на входе равен нулю. Смещение может быть обуслов-

Выход

Вход

несущей fQo НО/И

Рис. 115. Схемы синхронных детекторов: трансформаторная (а) и цифровая (б).

лено целым рядом факторов, но независимо от того, какова причина, смещение вносит ошибку. Для компенсации этой ошибки нужно предусмотреть специальную схему компенсации смещения нуля.

В большинстве усилителей сигналов мостовых датчиков ошибки, обусловленные смещением, компенсируют вручную. В усилителе постоянного тока для компенсации смещения нуля можно воспользоваться обычным методом, применяемым для схемы любого операционного усилителя. Эти методы основаны на создании противотока, компенсирующего смещение. Создав

Датчик

обратная связь по пост токр

Выход -о

Установка

Рис. 11.6. Функциональная схема компенсации смещения нуля.

такие условия, при которых измеряемое воздействие в датчике отсутствует, оператор производит регулировку схемы таким образом, чтобы смещение было равно нулю. В описанной ранее системе измерения давления нуль устанавливается при условии, что камера датчика заполнена жидкостью, а запорные краны открыты.

В усилителе переменного тока обычно используется потенциометр, подключенный таким образом, что его концы связаны с противоположными фазами эталонной несущей. При этом сигнал схемы компенсации пропорционален установленному сопротивлению. Такой сигнал поступает на полосовой усилитель или на детектор. Фаза и амплитуда при отсутствии измеряемого воздействия регулируются таким образом, чтобы скомпенсировать смещение.

Гораздо проще работать со схемами с автоматической компенсацией смещения нуля. При использовании такой схемы оператору следует только поставить датчик в состояние, при котором измеряемое воздействие отсутствует, и нажать кнопку компенсации смещения нуля.

Автоматическая компенсация смещения нуля основана на двух различных, но имеющих общие черты, методах. И один, и другой на самом деле представляют собой варианты метода выборки и запоминания. Функциональная схема системы показана на рис. 11.6. Если кнопка компенсации нажата, схема выборки и запоминания производит выборку выхода усилителя, на котором в это время действует потенциал смещения, и запоминает его. Значение в памяти сохраняется даже после освобождения кнопки. После этого, если необходимо, изменяется масштаб запоминаемого напряжения и оно подается на вход усилителя для компенсации смещения.

Для реализации этой функции можно использовать классическую схему выборки и запоминания, в которой для запоминания напряжения используется конденсатор. Однако эта схема не очень-то хороша, потому что дорогие конденсаторы и высококачественные усилители не предотвращают происходящий со временем некоторый спад запоминаемого значения. При этом