Л Bp

Рис. 6.18. Структурная схема конвейерного АЦП

подаются па вход вычитающего устройства 4, имеющего коэффициент передачи 2. Усиленная в 2 раз разность поступает на АЦП младших разрядов 5, который с приходом следующего импульса синхронизации преобразует ее в 6-разрядный двоичный код. Следующий импульс синхронизации производит запись 12-разрядного слова в выходной регистр. Синхронизация регистратора 6 должна быть организована синхронизатором 7 таким образом, чтобы оба АЦП работали одновременно, причем в то время, когда первый АЦП преобразует текущее мгновенное значение входного сигнала, второй формирует на выходе цифровой код, соответствующий младшим разрядам предыдущего мгновенного значения входного сигнала. В этом случае время преобразования регистратора будет равно интервалу времени от начала импульса синхронизации УВХ до установления аналогового эквивалента двоичного кода на выходе ЦАП. Каждый узел схемы можно выполнить с временем задержки распространения сигнала 10-20 нс. Время преобразования регистратора в целом будет составлять 50-100 не.

Дальнейшее расширение динамического диапазона и повышение точности работы регистратора возможны при применении в регистраторе по рис. 6.15 АЦП, структурная схема которого приведена на рис. 6.19. Этот АЦП при каждом измерении преобразует в цифровой код разность между мгновенным значением сигнала в требуемый момент и аналоговым эквивалентом цифрового кода, соответствующего мгновенному значению сигнала в предыдущий момент. Перед началом цикла измерений вспомогательный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7 преобразовывает в цифровой код начальное значение входного сигнала. Этот код записывается в регистр 5. Цифро-аналоговый преобразователь 5, подключенный к выходу регистра, формирует аналоговый эквивалент

Выходной.

Рис. 6.19. Структура АЦП с расширенным динамическим диапазоном

цифрового кода и подает его на один из входов вычитающего устройства. На второй вход вычитающего устройства 1 подается входной сигнал. Мгновенное значение разности этих сигналов запоминается УВХ 2 и преобразовывается в цифровой код быстродействующим АЦП 5. Одновременно число из регистра 5 переписывается в регистр б. Числа с выходов регистра и АЦП суммируются (с учетом знаков) в сумматоре 4, и сумма записывается в регистр 5. Синхронизацию всех процессов осуществляет устройство 9. На следующем цикле процесс повторяется.

Регистратор неповторяющихся коммутационных процессов обеспечивает измерение таких параметров тиристоров, как времена включения и выключения, мощность и энергия коммутационных потерь, максимальные скорости нарастания напряжения и анодного тока, заряд восстановления и т. д.

6.7. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ БЫСТРОМЕНЯЮЩИХСЯ ТОКОВ С ПОМОЩЬЮ БЕЗЫНДУКТИВНЫХ (МАЛОИНДУКТИВНЫХ) ШУНТОВ

Требования к шунтам для измерения токов в цепях, где применяются СПП, вытекают из основных параметров приборов. Из гл. 2 следует, что необходимо измерять токи до нескольких тысяч ампер, нарастающие со скоростью до 1000 А/мкс. Несмотря на то что ударные токи современных СПП могут достигать десятков килоампер, здесь их рассматривать не будем, так как они имеют длительность от единиц до нескольких миллисекунд, т. е. относятся к относительно медленным процессам, для которых применимы стандартные шунты постоянного тока, выпускаемые промышленностью (типа НШ). К сожалению, стандартные шунты, рассчитанные

0 SO

Рис. 6.20. Конструкция малоиндуктивного шунта (ШИМ-1) типа «беличье колесо»: /-резистор типа МОН

на измерение имнульсных токов с указанными выше параметрами, в СССР не выпускаются, что ведет к необходимости их кустарного изготовления. В настоящее время в силовой электронике наибольшее распространение получили две конструкции таких шунтов: коаксиальная и типа «беличье колесо» [6.3 ]. Ряд конструктивных решений описан в [6.4]. Теоретические аспекты измерения шунтами быстроменяющихся токов, а также способы их правильного подключения описаны в [6.5, 6.6], причем в [6.6] приведена обширная библио-

графия зарубежных работ по этим вопросам. На рис. 6.4,-6.20 приведены две простейшие практические конструкции шунтов: одна-коаксиального типа, другая-типа «беличье колесо», вполне доступные для изготовления в любых условиях. Шунт, показанный на рис. 6.4, имеет сопротивление г=0,0079 Ом. Шунт, показанный на рис. 6.20, имеет сопротивление 0,1 Ом. Основную трудность представляет не само изготовление шунта того или иного типа, а определение его динамических характеристик (или, другими словами, погрешности измерений с его помощью). Не вдаваясь в теоретические тонкости, отметим следующее. Из [6.5, 6.6] вытекает, что при подаче на шунт ступенчатого

Рис. 6.21. Два типа реакции шунта RS на ступенчатый импульс тока: а-индуктивная; б-емкостная