Analogové násobičky

Násobení a násobičky Násobení je v měření elektrických veličin nutné pro určení výkonu elektrického proudu Násobičky jsou základem elektronických: wattmetrů elektroměrů Násobička je obvod realizující funkci: UO = c. U1.U2 Obvykle jsou oba vstupní rozsahy i výstupní rozsah 10V potom je konstanta násobičky c = 0,1 V-1

Vlastnosti násobiček Chyby násobiček: statické – chyby pro stejnosměrné signály dynamické – chyby pro střídavé signály – frekvenční odezva, šířka frekvenčního pásma pro stejnosměrnou chybu výstupu, rychlost přeběhu na výstupu … Podle polarity vstupů rozdělujeme násobičky na: čtyřkvadrantové - pro obě polarity na obou vstupech dvoukvadrantové - pro kladnou polaritu na jednom vstupu,druhý vstup může pracovat s oběma polaritami jednokvadrantové - pouze kladné polarity na obou vstupech

Blokové schéma elektronické násobičky Násobení lze realizovat těmito analogovými násobičkami: s kvadrátory s řízeným zesílením s Hallovou sondou logaritmus-exponenciála s amplitudově-šířkovou modulací

Násobička s kvadrátory Násobička se skládá ze dvou vstupních zesilovačů (součtového a rozdílového), dvou kvadrátorů a výstupního rozdílového zesilovače – využívá funkci: Základní vlastnosti: relativně velké chyby pro malá vstupní napětí 0,1 až 0,5 % široké frekvenční pásmo – až 2 MHz při útlumu 3 dB

Násobička s řízeným zesílením Násobení je realizováno rozdílovým zesilovačem se vstupem U1 napájeným zdrojem proudu I řízeným druhým napětím U2 Základní vlastnosti: menší přesnost – chyba 0,5 až 2 % rozsahu široké frekvenční pásmo až 10 MHz (pro pokles -3 dB) nízká cena První násobička vyráběná jako integrovaný obvod

Hallova násobička Vlastnosti: využívá Hallova jevu: UH=k.I.B kde: k – konstanta materiálu (polovodiče) I – stejnosměrný proud protékající destičkou B – magnetická indukce kolmá na směr proudu protékajícího destičkou Vlastnosti: kmitočtový rozsah – do 25kHz dobrá přesnost v řádu desetin %

Násobička logaritmus-exponenciála Násobička pracuje podle vztahu: využívá logaritmických a exponenciálních členů umožňuje realizaci funkce dělení Přiklad obvodu pro realizaci násobení a dělení Vlastnosti: vysoká přesnost – chyba v řádu 0,1 %, střední šířka frekvenčního pásma – 10 až 250kHz nízká cena

Násobička s amplitudově-šířkovou modulací Blokové schéma Matematický popis Základní vlastnosti: vysoká statická přesnost - chyba 0,01 až 0,1 % rozsahu velmi úzké frekvenční pásmo od nuly do zhruba 10 kHz pro chybu wattmetru 0,1 % rozsahu, pro větší přesnost je pásmo užší např. 200 Hz

Obvodová realizace násobičky s amplitudově-šířkovou modulací Šířkový modulátor tvoří komparátor a generátor pilového napětí – výstupem jsou pulzy řídící amplitudový modulátor Při řízení amplitudového modulátoru dochází k přepínání mezi vstupním napětím U2 a jeho invertovanou hodnotou –U2 Stejnosměrné výstupní napětí je získáno na výstupu dolní propusti (integračního článku)

Průběhy napětí na násobičce s amplitudově-šířkovou modulací s fázovým posunem 50°