ки преобразования

- = f/c+

в котором Uo и Um-выходные напряжения частотомера, соответствующие частотам fo и /м, находим абсолютную погрешность Анл1 = £/вых-£/вых и приведенную унл1=Авл1/(£/м-Uo).

Исследуя функцию нл1 на максимум и пренебрегая малыми величинами, .находим значение zi, при котором ял1 имеет максимальное значение нл max, а также нл maxV

= 0,5 (лг„-f «„) = о,5Лн (/м +/oWn.;

Ям -Яр Ям -о /н(/м -/р) } (10)

Тнлшал;!- 4+2(лг„ + лг„) < 4 " 4U„, • ,

где /м и /о определяются формулой (5) при f=fM и f=fo.

Формула (10) позволяет по заданному значению ушятахх найти допустимое

< 4?нл maxiUm/ihi -h) (И)

Погрешности, обусловленные наличием сопротивления нагрузки /?н и нелинейностью короткозамнутого частотомера, имеют одинаковый характер и складываются. Приближенно можно считать, что мамоимальная результирующая приведенная погрешность от нелинейности ymsimaxv им€ет место при fI=0,5(fM-j-fо) И ра:вна сумме

Тил max р Тнл max + Тнл maxi, (Па)

пде нлтпх определяется из рис. 5.

При малых увл тах\ значенис Z также мало, это позволяет считать, согласно (9), £/вых=»/т2=/н,эЛн. Тогда, из (10) получаем ма1К.сималшый п-ерепащ напряжения на нагрузке:

U-U,R (lu-h) =4Гнл ma«£/m- (12)

При ялтох1=0,17о, Uuf=\0 В, получаем Um-£/о=40 мВ.

Таким образом, малая погрешность от нелинейности нагруженного частотомера достигается только привесьма малом выходном напряжении, что заставляет осуществлять его усиление.

Наиболее линейной характеристикой преобразования обладает короткозамкнутый частотомер. Этот режим работы частотомерного устройства удается осуществить, включив его как источник входного сигнала усилителя, охваченного параллельной отрицательной обратной связью (ООС) [15]. Такое частотомерное устройство, сохраняя высокую линейность и температурную стабильность короткозамкнутых ЧУ, позволяет получить унифицированный выход по напряжению.

Схема устройства приведена на рис. 6,а. Собственно ЧУ выполнено так же, как и в схеме рис. 3,в. Выходной ток / (рис. 6,6) ЧУ является входным током усилителя рассогласования УР, охваченного параллельной ООС, осуществляемой через резистор Ro,c. С помощью филь-

хрующего конденсатора Сф большой емкости, подключенного к точке суммирования а, осуществляется подавление высших гармоник и выделение постоянной составляющей /ср тока /. Ток /ср сравнивается с постоянным током /о.с, протекающим по резистору обратной связи; разность токов создает напряжение разбаланса Af/, усиливаемое У Р.

Как видно из схемы, выходным напряжением конденсаторного ЧУ является напряжение ДС/, которое при достаточно большом коэффициенте усиления ур УР крайне мало при всех значениях частоты /. Это обстоятельство позволяет считать точку а заземленной, а вы-

Рис. 6. Функциональная схема ЧУ с унифицированным выходом по напряжению (а); временная диаграмма тока i (б).

ходную цепь ЧУ закороченной, т. е. позволяет пренебречь влиянием выходного напряжения IS.U частотомера на ток /. Действительно, при изменении С/вых на АС/выхтаж В рсзультатс измснения частоты f от fo до /м напряжение ДС/ изменяется на ДС/выхтаж/ур- Согласно (12) имеем:

4V£/n

(13)

При С/п=ДС/выхтаж=10 В, урЮ получзем Унлтаж1=0,0025%- Следовательно, по линейности характеристики преобразования рассматриваемое ЧУ практически не уступает короткозамкнутому конденсаторному ЧУ и погрешность от нелинейности может быть найдена из рис. 5.

При f=fo в цепи частотомера протекает ток /о. Для того чтобы иметь при этом С/вых=0, в схему введен резистор /?о, подключенный к источнику C/ni положительной полярности. Для выходного напряжения такой схемы

можно получить:

f/Bb,x = (/cp - UJR„)K>, cV(l +Йр). (14)

где p=feypi?n/-Ro,c -коэффициент усиления разомкнутого усилителя; /?n=-Rollo,cl/?Бх,ур - сопротивление параллельного соединения сопротивлений Ro, Ro.c, /?вх,ур; -вх,ур - входное сопротивление УР. При

fBb,K-(/cp-C/n./i?o)o.c- (15)

Следовательно, значение С/вых в этом случае не зависит от нестабильности krj. Пропорционально /ср, а значит, в случае малого Уллшаху

и f; необходимо, чтобы Р,=

В качестве УР в рассматриваемых ЧУ можно применить усилители постоянного тока с преобразованием, содержащие модулятор, усилитель переменного тока и демодулятор (усилители типа МДМ) [14], и усилители без преобразования, осуществляющие непосредственное усиление входного сигнала. Первые имеют высокую температурную стабильность, вторые являются более простыми.

Принципиальная схема ЧУ с усилителем типа МДМ приведена на рис. 7. Ключи Kt--Ki ЧУ выполнены на МОП-транзисторах микросхемы Ei типа К1КТ902; модулятор М на транзисторах микросхемы Е2 того же типа. Усилитель переменного тока Ус построен на основе интегрального операционного усилителя (ИОУ) Ai и фазоинверсного каскада на транзисторе VT3; в состав демодулятора входят полевые транзисторы микросхемы Ез. Выходное напряжение ДМ С/дм усиливается усилителем постоянного тока УПТ, выполненным на основе ИОУ Аг; сглаживание пульсаций осуществляется конденсатором Сф1. Емкость Со.с предназначена для улучшения качества переходного процесса ЧУ. В состав ФУН входят усилитель-ограничитель УО, осуществляющий ограничение входного напряжения С/вх [14], триггер Ds, со счетным входом типа К1ТК551, подключенный к выходу УО с целью симметрирования полупериодов выходных напряжений ФУН, и выходные формирователи на транзисторах VTi, VT2 типа КТ342Г. Логические элементы, входящие в состав Di, позволяют задержать начало положительных импульсов, отпирающих транзисторы VTi, VT2 относительно моментов переключения 14