На рис. 8-16 приведена схема компенсационного ИП постоянного напряжения в частоту (КИППНЧ) с конденсаторным ЧУ в цепи параллельной ООС. Благодаря малости AU конденсаторное ЧУ работает в режиме короткого замыкания на выходе, что, как показано в § 8-1, позволяет получить высокую линейность преобразования ЧУ. Усилительный блок 1 выполнен по схеме УПТ с МДМ и фильтрующим конденсатором Сф на входе. Блок 2 (на рисунке показана его входная цепь) вьшолнен по схеме УГЧ рис. 8-15 с токостабилизирующий двухполюсником на транзисторе Ti; к выходу УГЧ подключен счетный вход триггера Тг, импульсы на выходе которого имеют вдвое меньшую частоту и равные полупериоды. Эти импульсы управляют работой ключей К\, К2 ЧУ, а при достаточно высокой частоте их следования - и ключами модулятора и демодулятора блока /. Резистор Rom подключенный к стабильному источнику Uon, позволяет получить на выходе начальную частоту fo при

С/вх=0.

/?г LJI I------1

+ 0-

4с t

\с7Г

УР (МДМ)

""11---1

Ф т

\з1УУ)

Для рассматриваемой схемы согласно (1-2) и (8-2) получим (полагая Хсз=0):

/ = + f + L±i=! , (8-40)

Rr Ron/

2t/„C(l-e-*)l-f/<Р

i +Кр

f fc = fc, + f/ciК,; = 2U„CR„KiK,(1-е-/(1+0;

При а:р> 1

:+п 1+е g 4

Rr Ron) 2U„C (I - е-")

Следовательно, f нелинейно зависит от {/вх, причем нелинейность эта по знаку обратна нелинейности отдельно взятого частотомера. Это позволяет рассчитать погрешность от нелинейности по формулам (8-5), (8-6), изменив знак -ун-м- Допустимое значение Хм может быть найдено по методике, приведенной в § 8-1. Емкость Сф можно определить из формул (8-12), (8-13).

Передаточная функция разомкнутой системы в случае применения двухполупериодного ДМ с последовательными, ключами может быть найдена из (3-150), (3-98), (3-90) по формуле

W{p)=K, (l-fprB3)(l-f0.5pr,)-42)

Если корректирующие свойства модулятора не используются, система эквивалентна последовательному соединению упругого дифференцирующего и двух инерционных звеньев. Такая система в замкнутом состоянии всегда устойчива.

Существенное улучшение метрологических и динамических характеристик КИППНЧ может быть достигнуто введением дополнительного канала (§ 1-2). На рис. 8-16 подключение элементов дополнительного канала - блока 5 и резисторов /?2, Rz - показано пунктиром. Блок 5 вьшолнен по схеме рис. 5-3, б; функции блока 4 одновременно выполняет блок 2. Частота f пропорциональна току/э1, который равен hiUi/Ri-hUz/Rz+lon/Rz, так как {/э1=С/эб1-С/д 0 (см. рис. 8-15). Согласно (1-12)

и учитывая, что в рассматриваемой схеме действуют Два входных напряжения Uon и f/вх, получаем:,

где /; = + и. К, + f/,, К,; б, = Д/С/ТС; б, = АКК,; К2 = Af/AU и == A/ZAf/oij-коэффициенты преобразования блока 2 по напряжениям U2 и f/on соответственно;

о .с (/м-fo) I вх.макс-

При начальной настройке схемы (/=0; 61 = 62=0) f=fo+UBxK. Наибольшая приведенная погрешность ум, вызванная изменением начальных условий, равна:

у=- -А +

I + Кро (1 + екр) fM 1 + /Сро (1 + е/Ср)

+ ?Mlzio-1 , (8-44)

L 1 + Кро(1-f6/Cp)

где 6/; = fJU

Формула (8-44) позволяет найти требуемый для получения заданной погрешности ум коэффициент усиления/Сро- Так, при Vm=0,1%; 6/;=2,5%; 61=62=2%;/м= =2/о; б/Ср = -0,3 получаем /Сро=65. Реализовать такое значение /Сро нетрудно.

Учитывая, что сумма первых двух слагаемых выражения (8-43) представляет собой постоянную составляющую частоты f, и считая в первом приближении блоки 2 и 3 безынерционными, можно получить изображение f в переходном режиме, вызванном изменением Ubx-

+ .MK.Jy (8-45)

где 1р(р) определяется выражением (8-42).

Следовательно, при начальной настройке (fc=0; 61 = = 62 = 0) f{p)=fo+UBx{p)Ko,ii КИППНЧ эквивалентен пропорциональному звену. При изменении начальных условий скачок Ubx приводит к возникновению переходного процесса, который можно построить аналогично кривой / на рис. 1-4. Практически сразу же после скачка