Линейный преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в аналоговых, аналого-цифровых преобразователях и вольтметрах переменного напряжения. Цель изобретения - повышение быстродействия в широком частотном диапазоне преобразуемых напряжений. Преобразователь содержит квадраторы 1,2,3,4, инвертирующий повторитель 5 тока, интегрирующий усилитель 6 постоянного тока, ограничитель 7 полярности. Введение блока 8 дифференцирования, усилителя-ограничителя 9, блоков 10, 11 сравнения, логического блока 12, переключателя 13 и конденсатора 14 позволяет повысить быстродействие преобразователя примерно на порядок. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5l)5 G 0l R 19 02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаескомм свидкткльствм
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM
IlPH ГКНТ СССР
1 (61) 945815 (21) 4351507/24-21 (22) 28.12.87 (46) 15.01 90.Áþë. Ф 2 (71) Киевский политехнический институт им 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.В.Литвих, В.И.Губарь, А,Л,Коиоплянников и И,Л.Виноградова (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 945815, кл. С 01 К 19/02, 1981, (54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕИЕННаГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть
„,SU,, 1536321 А2
2 использовано в аналоговых, аналогоцифровых преобразователях и вольтметрах переменного напряжения. Цель изобретения — повышение быстродействия в нироком частотном диапазоне преобразуемых напряжений.Преобразователь содержит квадраторы 1,2,3,4,инвертируюций повторитель 5 тока,интегрирующий усилитель б постоянного тока,ограничитель 7 полярности. Введение блока 8 дифференцирования, усилителя-ограничителя 9, блоков 10, 11 сравнения, логического блока 12, переключателя 13 и конденсатора 14 нозволяет повысить быстродействие преобразователя примерно на порядок, 2 ил.
1536321
Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для использования в аналоговь<х, аналого-цифровых преобразователях и
5 вольтметрах переменного напряжения по уровню средчеквадратического значения с линейной передаточной характеристикой и является усовершенствованием устройства по авт.св,!!< 945815.
Целью изобретения является повы шение быстродействия в широком час-. тотном диапазоне преобразуемых напряжений.
На фиг,l представлена блок-схема !
; устройства; на фиг ° 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.
Устройство содержит четыре без ынерционных квадратора 1 — 4, выполненные, . например; на полевых транзис- 20 торах . Входы квадраторов 1 и 2 соединены с входной шиной устройства, входы квадраторов 3 и 4 — с выходной ииной, выходы квадраторов 2 и 4 (.через инвертирующий повторитель 5 то- 25 ( ка соединены с входом интегрирующего усилителя 6 постоянного тока, вход которого соединен также с выходами квадраторов 1 и 3, а выход через ограничитель 7 полярности — с выход30 ной шиной устройства. К выходной шине подключены последовательно соединенные блок 8 дифференцирования и усилитель-ограничитель 9, выход кото рого соединен с первыми входами пер,вого и второго блоков 10 и IIl срав35 нения, вторые входы которых соединены соответственно с источниками положительного Е, и отрицательного Е порогового напряжения. Выходы блоков
10 и 11 через логический блок 12 соединены с управляющим входом переклю чателя 13, первый сигнальный вход которого соединен с входом усилителя
6, второй сигнальный вход — с об- 45 щей шиной, а выход через дополнительный конденсатор 14 — с выходом усилителя 6.
8= ReÄÄ C„ где Reb,«- выходное сопротивление интегрирующего усилителя 6, Преобразователь работает следующим образом.
Поскольку в преобразователе используются безынерционные квадраторы, время установления переходного процесса определяется постоянной времени
55 интегрирования интегрирующего усилителя 6 постоянного тока. Поэтому при скачкообразном изменении входного напряжения переходной процесс на выходе преобразователя всегда является апериодическим.
В установившемся режиме напряжения U (фиг,2б) на выходе блока 8 дифференцирования и напряжение U> (фиг.2в) на выходе усилителя-огра-ничителя 9 равны нулю ° Выходные сигналы блоков 10 и 11 сравнения таковы, что выходной сигнал логического блока 12 удерживает переключатель 13 в положении I. При этом постоянная времени интегрирующего усилителя 6 равНа c«= R(C<+ С ), где R< и С< — сопротивление и емкость элементов в цепи обратной связи усилителя б; С вЂ” емкость конденсатора 14. Значение постоянной времени <, выбирается из условия получения на выходе преобразователя допустимого значения пульсаций с частотой, равной удвоенной частоте преобразуемых напряжений.
Если в момент t входное напряжение скачкообразно увеличивается, выходное напряжение U,«(фиг.2а) преобразователя начинает увеличиваться„ изменяясь по экспоненциальному закону, определяемому постоянной л времени <«(штриховая линия на фиг.2а). Напряжения U> и U при этом также начинают изменяться, и в момент t<, когда напряжение U> превышает порог срабатывания (Е, + I< II. В результате конденсатор 14 отключается от цепи обратной связи усилителя 6 и, начиная с момента.t изменение напряжения Uz» определяет8Ы ся постоянной времени, = RC Åñли С, (с С, то переходной процесс на выходе интегрирующего усилителя 6, а значит, и на выходе преобразователя протекает быстрее. Несмотря на то, что конденсатор !4 подключен к выходу интегрирующего усилителя б, его влияние на скорость переходного процесса пренебрежимо мала, постоянная времени 0 заряда конденсатора С равна 5 153 Ввиду малости сопротивления К SnlX постоянной 9 можно пренебречь. Напряжение Ь8, представляющее собой результат дифференцирования экспоненциально изменяющегося напряжения U имеет форму двухэкспоненциального импульса. Поэтому, когда напряжение приближается к установившемуся значению и скорость его изменения уменьшается, напряжение U8 также уменьшается (по абсолютному значению), и в момент t>, когда напряжение U становится меньше порога сра".7 батывания (Е, — Д и, ) блока 10, последний вновь переходит в исходное состояние и через блок 12 вновь переводит переключатель 13 в положение. I, Поскольку в момент t оба конденса3 тора С, и С заряжены до одного и . того же йапряжения (инвертирующий вход интегрирующего усилителя 6 имеет нулевой потенциал), то включение конденсатора С в цепь обратной связи интегрирующего усилителя 6 не вызывает перераспределения напряжений между конденсаторами С, и С, т.е. не вызывает нежелательного переходного процесса. Начиная с момента t> переходной процесс на выходе преобразователя протекает со скоростью, определяемой постоянной с . = R(C<+ С ) интегрирующего усилителя 6. Аналогично протекает процесс и в том случае, если в момент t входное напряжение Uz„ скачкообразно уменьшается ° Отличие состоит лишь в том, что при этом перевод переключателя 13 из положения T в положение Il и обратно происходит за счет срабатывания блока 11 (фиг.2д) в моменты С и 1 перехода напряжения U> через уров ни - (К д н ) и(Я вЂ” Д„), где Ь„- половина напряжения гистерезиса блока 11, Таким образом, в преобразователе время установления переходного про6321 6 цесса может быть значительно уменьшено без увеличения нижней частоты преобразуемых напряжений, т.е ° без сужения частотного диапазона, поскольку уровень пульсаций на выходе преобразователя в установившемся режиме определяется постоянной времени интегрирующего усилителя 6, а длительность переходного процесса определяется, в основном, постоянной вреб мени а< ° Формула изобретения Линейный преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения по авт.св. Ф 945815, о тл и ч а ю шийся тем, что, с 2Q целью повышения быстродействия в широком частотном диапазоне преобразуемых напряжений, в него дополнительно введены блок дифференцирования, усилитель-ограничитель, два блока срав25 нения, источники положительного и отрицательного пороговых напряжений, логический блок, переключатель и дополнительный конденсатор, причем вход блока дифференцирования подключен к выходной шине, а выход — к первым входам первого и второго блоков сравнения через усилитель-ограничи-. тель, второй вход первого блока сравнения соединен с источником положи35 тельного порогового напряжения, а выход - с первым входом логического блока, второй вход второго блока сравнения соединен с источником отрицательного порогового напряжения, а 40 выход — с вторым входом логического блока, выход которого соединен с управляющим входом переключателя, первый сигнальный вход переключателя подключен к входу усилителя постоянного тока, второй сигнальный вход — к общей шине, а выход — к выходу усилителя постоянного тока через дополнительный конденсатор. l 5363» pl 1 If II II 1 Составитель С.Рыбин Техред M.Õoäàíè÷ Редактор 11.Рыбченко Корректор Н.Король Заказ 10б Тираж 545 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ (;CCP 113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Произнодс.гневно-издательский комбинат "1(атент", г. Уж ореад, у.т, Гагарина, 101
