Фазочувствительный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ФЛЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий преобразователь напряжение ток , вход которого соединен с входом преобразователя, выход - с одним выводом конденсатора и через два электронных ключа - с входами первого и второго усилителей, выходы которых подключены к входам суммирующего усилителя, выход которого соединен с выходом преобразователя, а управляющие входы электронньте ключей подключены к выходам формирователя опорного напряжения, к входу которого подключен источник опорного сигнала, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в него введен третий усилитель, i причем его вход соединен с входом преобразователя, а выход с вторым (Л выводом конденсатора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) G 01 R 19/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 *á

0 . 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21 ) 3293076/18-21 (22 ) 22. 05. 81 (46 ) 07. 10. 83. Бюл. Р 37 (72 ) В. П. Будейкин и Ю, К. Рыбин (71 ) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени политехническом институте им, С.М, Кирова (53 ) 621. 317. 72 (088. 8 ) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

М 627487, кл. G 06 G 7/18, 1978.

2. Electron 1,ett", 1977, Р 15, с, 439-440 (прототип ). (54 ) (57 ) ФЛЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЬ1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 11ЕРЕ11ЕНН0ГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий преобразователь напряжение

„„SU„„1046698. А ток, вход которого соединен с входоц преобразователя, выход - с одним выводом конденсатора и через два электронных ключа — с входами первого и второго усилителей, выходы которых подключены к входам суммирующего усилителя, выход которого соединен с выходом пресбразователя, а управляющие входы электронных ключей подключены к выходам формирователя опорного напряжения, к входу которого подключен источник опорного сигнала, о т л и ч а в— шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в него введен третий усилитель, причем его вход соединен с входом преобразователя, а выход с вторым выводом конденсатора.

1046698

Однако чувствительность преобра- 15 эователя ограничена паразитным током коммутации ключей, создающим на высокоомном резисторе напряжение ложного сигнала, величина которого увеличивается пропорционально повышению рабочей частоты преобразователя, а также динамический диапазон входных сигналов сильно ограничен нелинейностью сопротивления открытого электронного ключа. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является фазочув ствительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содер- ®0 жащий преобразователь напряжение ток (ПНТ ), вход которого соединен с входом преобразователя, выход с одним выводом:конденсатора и через два электронных ключа с входами первого и второго усилителей, выходы З5

-которых подключены к входам суммирующего усилителя, выход которого соединен с выходом преобразователя, а управляющие входы электронных ключей подкличены к выходам формирова- 40 теля опорного напряжения, к входу которого подключен источник опорного сигнала, второй вывод конденсатора соединен с общей шиной l2 3.

Недостатками этого преобразователя являются низкие чувствительность и точность, обусловленные влиянием паразитного тока коммутации каждого ключа, создающего на большом выходном сопротивлении ПНТ напряжение ложного сигнала в момент переключения ключей, которое резко возрастает с увеличением рабочей частоты преобразователя. Помехи от токов коммутации частично устраняются конденсатором, включенным между выходом ПНТ и общей шиной, однако увеличение его емкости приводит к снижению чувствительности преобразователя из-за утечки полезного 60 сигнала через конденсатор.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности устройства путем фильтрации помех от токов коммутации и высших гармоник 65

Изобретение относится к измериТельной технике и можег быть использовано прч разработке фазочувствительных милливольтметров и селективных измерительных усилителей.

Известен преобразователь, содержащий управляемый клич, включенный между входом преобразователя и интегратором, параллель но которому включен второй управляемый ключ 10 и резистор, а также формирователь импульсов, подключенный к управляющим вхоДам ключей (1g. переменного входного сигнала, воз,никавших из-за нелинейности collpoTBBления открытого ключа.

Поставленная цель достигается

I тем, что в фазочувствительный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий преобразователь напряжение ток, вход которого соединен с входом преобразователя, выход с одним выводом конденсатора и через два электронных ключа с входами первого н второго усилителей, выходы которых подключены к входам суммирующего усилителя, выход которого соединен с выходом преобразователя, а управляющие входы электронных ключей подключены к выходам формирователя опорного напряжения, к входу которого подключен источник опорного сигнала, дополнительно введен третий усилитель, причем его вход соединен с входом преобразователя, а выход с вторым выводом конденса- тора.

На чертеже представлена блок-схема фазочувствительного измерительного преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Устройство содержит ПНТ 1, вход которого соединен с входом 2 преобразователя, а выход с входами электронных ключей 3 и 4, выходы которых соединены с входами усилителей 5 и б, выходы которых подключены к входам суммирующего усилителя 7, выход которого. соединен с выходом преобразователя, уйравляющие входы ключей 3 и 4 соединены с выходами формирователя 8 опорного напряжения, вход которого соединен с источником 9 опорного сигнала, вход усилителя 10 соединен с .входом

2, а выход через конденсатор 11 — с выходом преобразователя 1 напряжение — ток

Фаэочувствительный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

Входной переменный сигнал поступает на вход ПНТ 1 и вход усилителя 10.. Коэффициент усиления усилителя подобран таким образом, чтобы переменное напряжение на его выходе было бы равно переменному напряжению на выходе преобразователя 1 в любой мрмент времени. При этом условии выходной переменный ток ПНТ 1 не протекает через конденсатор 11. Электронные ключи 3 и 4 открываются и закрываются поочередно на время, равное половине периода колебаний опорного сигнала под воздействием выходного напряжения формирователя 8.

Выходной переменный ток преобразователя через открытый ключ 3 или 4 поступает на входы усилителей 5 и 6, )046698

Составитель Е. Борзов

Редактор Н. Гришанова Техред В,Далекорей Корректор А. Ильин

Заказ 7724/45 Тираж 710 Подписное

ВНИИЛИ Государственный комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4,на выходах этих усилителей образуется однополярный усиленный сигнал, амплитуда которого пропорциональна сдвигу фаз между входным переменным и опорным сигналами. Выходные напряжения усилителей 5 и б через суммирующий усилитель 7 поступают на выход .устройства.

Поскольку сопротивление открытого электронного ключа нелинейно и может изменяться под воздействием температуры и других дестабилизируюцих факторов, то в сигнале на входах усилителей 5 и б появляются высшие гармоники, что приводит к ухудшению точности преобразователя.

Кроме того, на выходном высоком сопротивлении ПНТ 1 образуется сигнал помехи от коммутации электронных ключей, что приводит к.снижению чувствительности преобразователя.

Введение в фаэочувствительный преобразователь переменного напряжения в постоянное дополнительного усилителя и включения конденСатора между выходами ПНТ и усилителя позволяет снизить вредное влияние помех

10 коммутации и высших гармоник сиг-. нала на точность и чувствительность преобразования, при этом конден,сатор не шунтирует полезный переменный выходной сигнал, что приводит .f5 к.увеличению чувствительности и точ ност и,