Широкополосный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Союз Соаетскнх

Соцнелнстнчесинв

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ИТЕЛЬСТВУ пн748264 (б1) Дополнительное к dBT, сеид-ву (зим. х>. (22) Заявлено 04.04,78 (21) 2599906/18-21 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 15078Ь Бюллетень Йо 26

Дата опубликования описания 150780

G 0 R 19/22

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (53) У4К 621. 317. .312(088.8) (72) Авторы изобретения

Х -Х.t0.Xàëäðå и Р -В.П.Ребане (71) Заявитель (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ODCTOSIHHOE

Изобретение относится к электро. измерительной технике и может быть

-:.использовано в радиоаппаратуре для точного измерения напряжения в широком диапазоне частот и в широком динамическом диапазоне контролируемых сигналов.

Известен широкополосный преобразователь переменного напряжения в по- IO стоянное, содержащий входной детектор, усилитель постоянного тока, генератор, аттенюатор, детектор обратной связи, узел с переменным коэффициентом передачи, включенный в цепь обратной связи, измерительный прибор, установленный на выходе усилителя переменного тока Щ . .Однако у известного преобразователя низкие точность и чувстви- 2{) тельность преобразования вследствие неидентичности детекторных характеристик входного детектора и детектора обратной связи, а также флюктуации и шумов этих детекторов. В указан- 25 ном устройстве невозможно применить какие-либо высокочастотные детекторные диоды, кроме германиевых, что отрицательно сказывается на частотных и шумовых характеристиках составных З9

2 элементов и еще более ухудшает точность и чувствительность преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому

bio технической сущности является широкополосный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий, в частности, разделительные конденсаторы, переключающий генератор, фильтрующне конденсаторы, первая обкладка каждого из которых соединена с одним из выводов соответствующего резистора, а вторая — с шиной нулевого потенциала, синхронный демодулятор, сигнальный вход которого подключен к выходу усилителя переменного напряжения, управляющий вход — к соответствующему выходу переключающего генератора, а выход через преобразователь постоянного напряжения в синусоидальное напряжение. низкой частоты — ко входам выходного детектора и делителя напряжения, высокочастотные детекторные диоды 2 .

Для известного устройства характерны нелинейность амплитудной характеристики преобразования, а также большая флюктуация и значительный уровень шумов. Эти недостатки воэниI

748264 кают вследствие неидентичности амплитудных характеристик входного детектора и детектора обратной связи, вследсвтие флюктуации и шумов детекторных диодов, и кроме того, от их изменения во времени и при колебаниях температуры. Указанное устройство не позволяет применить высокочастотные кремниевые и арсенидгалиевые диоды, а также диоды с барьером Шотки из-за невозможности использования напряжения смещения и в связи с этим характеризуется невысокими точностью

30 и чувствительностью.

Дель изобретения — повышение точности и чувствительности преобразования переменного напряжения в по тоянное.

Для достижения поставленной цели в широкополосный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий разделительные конденсаторы, переключающий генератор, фильт20

30

40

50 усилителя переменного напряжения под.ключены к точкам соединения соответветствующих фильтрующих конденсаторов с резиСторами, развязывающие дроссели включены между противофазными выходами переключающего генератора и точками соединения раздели тельных конденсаторов с переключающими диодами, выходы источников смещения подключены к другим выводам резисторов. ,На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Преобразуемое входное высокочастотd0 ное напряжение подается через разде-. 65 рующие конденсаторы, первая обклад ка каждого из которых соединена с одним и выводов соответствующего резистора, а вторая — с шиной нулевого потенциала, синхронный демодулятор, сигнальный вход которого подключен к выходу усилителя переменно,го напряжения, управляющий вход — к соответствующему выходу переключающего генератора, а выход через преобразователь постоянного напряжения в синусоидальное напряжение низкой частоты — ко входам выходного детектора и делителя напряжения, высокочастотные детекторные диоды, введены переключающие диоды, раэвязывающие дрсссели, источники смещения и токоотводящий двухполюсник, причем одноименные электроды переключающих диодов соединены друг с другом, с разноименными электродами высокочастотных детекторнйх диодов и с первым выводом токоотводящего двухполюсника, второй вывод которого подключен к шине нулевогс потенциала, другие 4 электроды переключающих диодов через разделительные конденсаторы соединены соответственно со входной клеммой устройства и с выходом делителя напряжения, другие электроды высокочастотных детекторных диодов и входы лительныи конденсатор 1 и через переключающий диод 2 на двухфазный высокочастотныи детектор, состоящий из высокочастотных диодов 3, 4 и из фильтрующих конденсаторов 5, 6. Симметричное двухфазное выходное напряжение от высокочастотного детектора подводится через фильтрующие конденсаторы 5, 6 к инвертирующему и неинвертирующему входам дифференциального усилителя 7 переменного напряжения с выхода дифференциального усилителя усиленное разностное напряжение поступает на синхронный демодулятор 8, управляемый переключающим генератором 9. Демодулированное гостоянное напряжение от демодулятора 8 подается к преобразователю 10 постоянного напряжения в синус6идальное напряжение ни=-кой частоты, с выхода которого синусоидальное напряжение низкой частоты поступает на выходной детектор 11.

Сигналы обратной связи с выхода преобразователя 10 поступают через делитель 12 напряжения, разделительный конденсатор 13 и переключающий диод 14 на вход высокочастотного детектора. Диоды 2, 14 переключаются поочередно напряжением от переключающего генератора 9, подаваемым через развязывающие дроссели 15, 16 и через двухполюсник 17. В качестве двухполюсника 17 может служить дроссель или резистор. К высокочастотным диодам 3, 4 подводится ток смещения от источников смещения 18, 19 через резисторы 20, 21.

Такйм образом, на высокочастотный детектор поступают амплитудно модулированные сигналы высокочастотного входного напряжения и низкочастотного напряжения обратной связи. На выходе детектора высокой частоты образуется низкочастотное разнсстное переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна разности амплитуд высокочастотного входного напряжения и низкочастотного напряжения обратной связи. Двухфазный выход высокочастотного детектора обеспечивает подавление синфазной

Помехи. управляющего сигнал, вызванной переключением диодов. При достаточной глубине обратной связи амплитуда входного сигнала и сигнала обратной связи сравнивается и погрешность преобразования на средних частотах оказывается достаточно малой.

Применение в преобразователе одного высокочастотного детектора вместо двух отдельных для входного сигнала и сигнала обратной связи позволяет устранить влияние неидентичности детекторных характеристик высокочастотных диодов на линейность преобразования, а также временную нестабильность характеристик, дрейф нуля и шумы высокочастотных диодов; Двух748264

1р

Формула изобретения

2р фазный выход детектора обеспечивает повышение чувствительности детектора в 2 раза, а также устранение" параэитных влияний управляющего сигнала на точность и чувствительность преобразования. Модуляция входного сигнала позволяет испольэовать напряжение смещения высокочастотных диодов, что в свою очередь дает возможность применить вместо германиевых диодов — кремниевые и арсенидгалиевые диоды, а также диоды с барьером Шотки, имеющие лучшие частотные характеристики и малые шумы на высоких частотах. Последнее также позволяет снизить частотную погрешность на высоких частотах и повысить чувствительность устройства.

Широкополосный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий разделительные конденсаторы, переключающий генератор, фильтрующие конденсаторы, первая обкладка 25 каждого иэ которых соединена с одним из выводов соответствующего резистора, а вторая — с шиной нулевого потенциала, синхронный демодулятор, сигнальный вход которого подключен 3Р к выходу усилителя переменного напряжения, управляющий вход — к соответствующему выходу переключающего генератора, а выход .через преобразонапряжения B 35 синусоидальное напряжение низкой частоты — ко входам выходного детектора и делителя напряжения, высокочастотные детекторные диоды, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, в него введены переключающие диоды, развязывающие дроссели, источники смещения и токоотводящий двухполюсник, причем одноименные электроды переключающих диодов соединены друг с другом, с разноименными электродами высокочастотных детекторных диодов и с первым выводом"токоотводящего двухполюсника, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, другие электроды переключающих диодов ереэ разделительные конденсато- ры соединены соответственно со входной клеммой устройства и с выходом делителя напряжения, другие электроды высокочастотных детекторных диодов и входы усилителя переменного напряжения подключены к точкам соединения соответствующих фильтрующих конденсаторов с резисторами, развяэывающие дроссели включены между противофазными выходами переключающего генератора и точками соединения разделительных конденсаторов с переключающими диодами, выходы источников смещения подключены к другим выводам резисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 40724Ч, кл. G 01 R 19/22, 1971.

2. Патент СШЛ Р 3142799, НКИ 324-99, 1960.

Заказ 4229/31 ираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4