Преобразователь амплитудного значения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Респубики

<» 957119 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26. 02. 81 (21) 325196Ы18-21 (5I)M. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

G 01 R 19/04

$oñóäàðñòâåíûé комитет

СССР (23) Приоритет—

II0 делам нзабретенкй н открытнй

Опубликовано 07. 09. 82 ° Бюллетень № 33 (53) УЙК621. 317. .7(088.8) Дата опубликования описания 09. 09.82 (72) Авторы изобретения

Б. Л. Грошев и М. С. Ройтман т

t че, Научно-исследовательский институт электронной интроеколии .,, Ц при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова <>

3 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДНОГО ЗНАЧЕНИЯ

Изобретение относится к измери- тельной технике и может использоваться во всех областях техники, где необходимы линейные преобразователи амплитудного значения, в частности

5 в широкополосных вольтметрах перемент.. ного тока.

Известен линейный преобразователь . амплитудного значения на базе управляемых ключей, содержащий последовательно соединенные экстрематор, дифференциатор и одновибратор, выход которого соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с входной шиной устройства и входом экстрематора, а выход - с выходной шиной устройства и запоминающим конденсатором (1) .

Недостатком такого преобразователя является узкий диапазон частот входного сигнала, ограниченный частотными свойствами экстрематора и ключа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные первый диодно-емкостный преобразователь, вход которого . соединен с входной шиной, первый

RC-фильтр, вычитающее устройство, усилитель, выход которого соединен с выходной шиной, модулятор, управляющий вход которого связан с гене- ратором, цепочку обратной связи, второй диодно-емкостный преобразова" тель и второй фильтр, выход которого соединен с инвертирующим входом вычитающего устройства, а второй вход модулятора - с общей шиной $2) .

Недостатком известного устройства является большая погрешность flpB образователя при малых уровнях входного сигнала, вследствие наличия боль шой зоны нечувствительности иэ-эа нелинейности диодов (так называемой .

"пятки" диодов) 3 95711

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь амплитудного значения, содержащий первый конденсатор, одна обкладка которого соединена с входной шиной, а втораяс катодом первого диода и входом первого фильтра, выход которого через 10 блок вычитания и усилитель связан с выходной шиной и первым входом модулятора, второй вход которого соединен с общей шиной, управляющий входс генератором, а выход - через вто- Б рой конденсатор - с катодом второго диода, выход которого связан с инвертирующим входом блока вычитания, дополнительно введены источник:опорного напряжения, дифференциальный уси-20 литель и управляемый генератор, причем выход источника опорного напряжения соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом второго фильтра, а выходчерез управляемый генератор напряжения — с анодами диодов. В качестве управляемого источника можно использовать источник постоянного напряжения соответствующей полярности или управляемый источник переменного напряжения произвольной формы.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый конден- З5 сатор 1, первый диод 2, первый фильтр

3, блок 4 вычитания, усилитель 5, модулятор 6 генератор 7, второй конденсатор 8, второй диод 9, второй фильтр 10, источник ll опорного напряжения, дифференциальный усилитель

12, генератор 13 управляемого напряжения.

Устройство работает следующим об45 разом.

При отсутствии входного сигнала, выходное напряжение генератора 13 управляемого напряжения подается на аноды диодов 2 и 9. При этом выходные напряжения пассивных преобраэо50 вателей, образованных первым конденсатором 1 и первым диодом 2, а также, вторым конденсатором 8 и вторым диодом 9 после усреднения фильтрами 3 и 10 соответственно, взаимно компенсируются в блоке 4 вычитания.

Следовательно, выходное напряжение усилителя 5 равно нулю. Поскольку

9 4 выходное напряжение генератора 13 регулируется дифференциальным усилителем 12, который осуществляет сравнение выходного напряжения опорного источника 11 и выходного напряжения фильтра 10, напряжение на выходе фильтра 10 автоматически установится равным напряжению источника 11. Следовательно, напряжение генератора 13 не влияет на уровень выходного напряжения устройства при отсутствии сигнала, но предварительно смещает диоды 2 и 9 на линейный участок характеристики, устраняя зону нечувствительности, обусловленную "пяткойн диодов. При подаче на вход устройства измеряемого переменного напряжения, среднее значение напряжения на выходе фильтра 3 станет больше,чем среднее значение напряжения на выходе фильтра 10. Напряжение разбаланса выделено блоком 4 вычитания и подано на усилитель 5. Выходное постоянное напряжение усилителя 5 с помощью модулятора 6 и генератора 7, преобразу.— ется в переменное напряжение и подается через пассивный преобразователь, образованный конденсатором 8 и диодом

9, и фильтр 10 на инвертирующий вход блока 4 вычитания, компенсируя соответствующее изменение выходного напряжения фильтра 3. При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 5 и идентичности диодов

2 и 9, выходное напряжение .устройства установится равным амплитудному значению входного напряжения.

Одновременно с этим изменение выходного напряжения фильтра 10, приведет к такому автоматическому изменению уровня выходного напряжения генератора 13, что напряжение на выходе фильтра 10 практически остается постоянным. Т.е. диоды работают в небольшой окрестности оптимально выбранной рабочей точки, определяемой выходным напряжением источника 11.

Таким образом, устройство содержит две цепи обратной связи: по сигналу, которая устанавливает выходное напряжение устройства, равное амплитудному значению входного сигнала, и по смещению, которая автоматически поддерживает рабочую точку обоих диодов 2 и 9 в области некоторого оптимального значения, определяемого выходным напряжением опорного источника 11, исключая тем самым погрешность от неидентичности диодов 2 и 9.

95711

Устройство работает аналогично, если в качестве генератора 13 напряжения использовать источник постоянного напряжения соответствующей полярности, или источник переменного 5 напряжения произвольной формы с эквивалентным значением амплитуды. Также идентична работа устройства при подключении инвертирующего входа дифференциального усилителя 12 к выходу фильтра 3.

Перечисленные выше отличительные особенности предложенного преобразователя амплитудного значения позволяют, во-первых, повысить чувствительность устройства в,5-10 раз за счет начального смещения диодов преобразователя на линейный участок и исключения зоны нечувствительности за счет "пятки" диодов, и, во-вторых, 20 автоматически поддерживать рабочую точку обоих диодов в окрестности некоторого оптимального значения при изменении входного сиг- нала, позволяет исключить по- 2s грешность преобразования обусловленную неидентичностью характеристик диодов.

30 формула изобретения

9 6 овяэан с выходн .й шиной и первым входом модулятора, второй вход которого соединен с общей шиной, управляющий вход,- с генератором, а выход через второй конденсатор - с катодом второго диода, выход которого связан с инвертирующим входом блока вычита-: ния, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности преобразования, в него введены источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель и управляемый генератор напряжения, причем выход источника опорного напряжения соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с. выходом второго фильтра, а выход через управляемый генератор напряженияс анодами обоих диодов.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что.управ.ляемый генератор напряжения выполнен в виде источника постоянного напряжения соответствующей полярности.

3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что управляемый генератор напряжения выполнен.. в виде источника переменного напряжения произвольной формы.

1. Преобразователь амплитудного значения, содержащий первый конденсатор; одна обкладка которого соединена с входной шиной, а другаяс катодом первого. диода и входом первого фильтра, выход которого через блок вычитания и усилитель

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР зз 368550,. кл. G 01 R 19/22, 07.08.70.

2. Авторское свидетельство СССР

N 407240, кл. G 01 R 19/22, 01.11.71.

957119

Составитель В. Веремейкин

Ре акто Г. Волкова Тех е И. Гергель Корректор М. Шароши

Заказ 591/33 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,