Преобразователь напряжения в его абсолютное значение

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕ;НИЯ В ЕГО АБСОЛЮТНОЕ ЗНАЧЕНИЕ, содержащий первый и второй дифференциальные усилители, три резистора, шины входного и выходных сигналов, первый диод, анод которого подключен к первому выводу первого резистора, второй резистор подключен первым выводом к инвертирующему входу второго диффе:ренциального усилителя, а шина входных сигналов подключена к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены шина управляющих сигналов , второй диод и четвертый резистор , подключенный между анодом перт вого диода и инвертирующим входом .второго дифференциального усилителя, а анод второго диода подключен к выходу первого дифференциального усилителя и катоду первого диода, а катод второго диода подсоединен через третий резистор к выходам дифференциальных усилителей и второму выводу первого резистора, причем катод второго § диода и анод первого диода подключе (Л ны к выходным шинам, а неинвертирующий вход второго дифференциального с усилителя соединен с шиной управляющих сигнашов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК

3(59 G 01 R 1,9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, :.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPalTHA (21 ) 3438215/18-21 (22) 12. 05.82 (46) 30. 12. 83. Бюл. 9 48 (72) T. A. Пунгас и Ю. А. Вахер (53) 621. 317.7(72) (088.8) (56 ) 1. Волгин Л. И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное". М., "Советское радио". 1972, с. 76-82.

2. Авторское свидетельство СССР

М 493739, кл. G 01 R 9/22, 01.04.74 (прототип). (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕ,НИЯ В ЕГО АБСОЛЮТНОЕ ЗНАЧЕНИЕ, содержащий первый и второй дифференциальные усилители, три резистора, шины входного и выходных сигналов, первый диод, анод которого подключен к первому выводу первого резистора, второй резистор подключен первым выводом к инвертирующему входу второго диффе-ЯО„„А фенциального усилителя, а шина входных сигналов подключена к иивертирующему входу первого дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью повжаения точности, в него введены шина управляющих сигналов, второй диод и четвертый резистор, подключенный между анодом первого диода и инвертирующим входом .второго дифференциального усилителя, а анод второго диода подключен к вы ходу первого дифференциального усилителя и катоду первого диода, а катод второго диода подсоединен через третий резистор к выходам дифференциальных усилителей и второму выводу первого резистора, причем катод второго Е диода и анод первого диода подключены к выходньм шинам, а неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен с шиной управляющих сигналов

1064213

2. Преобразователь по п. 1, О тл и ч а ю шийся тем, что в него введены пятый и шестой резисторы„ при этом неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя подключен через пятый и шестой резисторы.соответственно к выходу первого дифференциального усилителя и шине нулевого потенциала.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2. отличающийся тем, что в него введены дополнительная входная

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено при конструировании устройств, в которых требуется преобразование входных сигналов разной полярности в сиг- 5 нал одной полярности.

Известны преобразователи напряжения в его абсолютное значение, содер-жащие два дифференциальных усилителя,j10 резисторы и детектирующие элементы 41), Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь напряжения в его абсолютное значение, содержащий шины входного и выходных сигналов, первый и второй дифференциальные.,усилители. причем инвертирующий . вход первогб усилителя через резисторы обратной связи соединен с входом и выходом преобразователя, инвертиру ющий и неинвертирующий входы второго дифференциального усилителя подключены к выходу "первого дифференциального усилителя и к входам преобразователя соответственно, а выход через диод соединен с неинвертирую- 25 щим входом первого дифференциального усилителя и через резистор с шиной нулевого потенциала,(2); .

Недостаток известных устройств заключается в низкой точности. 30

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в его абсолютное значение, содержащий первый и второй дифференциальные усилители, три резистора, шины входного и выходных сигналов, первый диод, анод которого подключен к первому выводу первого резистора, второй ре- 4О зистор подключен первым выводом к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя, а шина входных сигналов подключена к инвертирующему входу .первого дифференциального усилителя, введены шина управляющих сигналов, второй диод и четвертый шина, третий дифференциальный усилитель, седьмой, восьмой, девятый и десятый резистор, при этом инвертирующий вход дифференциального усилителя подключен к своему выкоду и дополнительной выходной шине через седьмой резистор и через восьмой резистор к аноду второго диода, а неинвертирующий вход — через девятый резистор к шине нулевого потенциала и через десятый резистор к аноду первого диода. резистор, подключенный между анодом первого диода и инвертирующнм входом второго дифференциального усилителя, анод второго диода подключен к выходу первого дифференциального усйщР1 еля и катоду первого диода, а катод второго диода подсоединен через третий резистор к выходам дифференциальных .усилителей и второму выводу пер- ° вого резистора, причем катод второго диода и анод первого диода подключены к выходным шинам, а неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен с шиной управляющих сигналов.

В преобразователь также введены пятый и шестой резисторы, при этом неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя подключен через пятый и шестой резисторы соответственно к выходу первого дифференциального усилителя и шине нулевого потенциала.

Кроме того, в преобразователь введены дополнительная выходная шина, третий дифференциальный усилитель, седьмой, восьмой, девятый и десятый резистор, при этом инвертирующий вход дифференциального усилителя подключен к своему выходу и дополнительной выходной шине через седьмой резистор и через восьмой резистор к аноду второго диода, а неинвертирующий вход— через девятый резистор к шине нулевого потенциала и через десятый .резистор к аноду первого диода.

На чертеже представлена принципиальная сХема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь напряжения в его абсолютное значение содержит шину 1 входных сигналов, подключенную к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя 2, инвертирую щий вход которого соединен с выходом второго дифференциального усилителя

3. Выход первого дифференциального усилителя 2 подключен через последо1064213 ес"и "вх,О (1) (3) где U Bx

Ц = l "81, (6) 55

4 4Ъ (" ВХ(60 (7) 65 вательно параллельно соединенные второй диод 4, первый диод 5, второй резистор 6 и четвертый резистор 7 к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя 3, а катод второго диода 4 и анод первого диода 5 подключены соответственно через третий резистор 8 и первый резистор 9 к выходу второго дифференциального усилителя 3. Шина 10 нулевого потенциала, неинвертирующий вход . второго 10 диФференциального усилителя 3 подключены к шине 11 управляющих сигналов.

Катод второго диода 4 и анод первого диода 5 подключены соответственно к второй и первой выходным шинам 15

12 и 13, а выход первого дифференциального усилителя 2 подключен через пятый резистор и последовательно соединенные пятый и шестой резисторы

14 и 15 к неинвертирующему входу вто20 рого дифференциального усилителя 3 и к шине нулевого потенциала соответственно. Инвертирующий и неинвертирующий входы третьего дифференциального усилителя 16 подключены через восьмой и десятый резисторы 17 и 18 соответственно к второй и первоЯ выходным шинам 12 и 13, а выход третьего дифференциального усилителя

16 подсоединен через седьмой резистор 19 к своему инвертирующему входу, неинвертирующий вход которого подключен к шине 10 нулевого потенциала через девятый резистор 20, причем дополнительная выходная шина 21 соединена с выходом третьего диффе- 35 ренциального усилителя 16.

Преобразователь работает следующим образом.

Второй дифференциальный усилитель

3 охвачен отрицательной обратной 40 связью через резисторы б, 8 и 7, 9 и поэтому напряжение на его инвертирующем входе близко к потенциалу на неинвертирующем входе.

ПервыЯ дифференциальный усилитель 45

2 охвачен отрицательной обратной связью через второй диод 4 и резис— торы б, 7 и 9 при отрицательных входных сигналах и через первый диод 5 и резисторы 7, 6 и 8 при положительных сигналах. Поэтому напряжение на .неинвертирующем входе первого дифференциального усилителя 2 близко к преобразуемому напряжению U>< на его инвертирующем входе.

Допустим шина 11 управлянхцих сигналов заземлена и сопротивления резисторов 6, 7, 8 и 9 равны. При положительном входном сигнале на выхрде второго дифференциального усилителя 3 имеется положительное напряжение, приблизительно равное преобразуемому, и диод 5 проводит. На первой входной шине 13 имеется отрицательное напряжение, приблизительно равное по амплитуде половине преобразуемого напряжения. На второй выходной шине 12 имеется положительноь напряжение, по амплитуде равное приблизительно половине преобразуемого напряжения. При отрицательном входном сигнале на выходе второго дифференциального усилителя 3 создается отрицательное напряжение и диод 4 проводит. На второй выходной шине 12 создается опять положительное, а на первой выходной шине 13 — отрицательное напряжение, по амплитуде равное половине амплитуды преобразуемого напряжения

При отрицательном входном сигнале на выходе второго дифференциального усилителя 3 создается отрицательное напряжение и дополнительный диод 4 проводит. На второй выходной шине 12 создается опять положительное, а на первой выходной шине 13 — отрицательное напряжение, по амплитуде равное половине амплитуды преобразуемого напряжения.

С учетом сопротивлениЯ резисторов

6, 7, 8 и 9 можно написать:

"ь ()eõ

R6t R8 ((e <е ((и ее если((е„О, (2) Если R8 = Вт = R е то

8 9> преобразуемое напряжение: напряжение на второй выходной шине 12:

Вь Ry. Н8 19 сопротиЬления резисто ров 6, 7. 8 и 9.

Rx

U = Uexx

1е ((+((и если UxДxo, (4) 1 7 к7

43 g +о вк > если Ue„(Q. (5) 7 9

Если R6 = 87 = 88 = R то

9 где U — напряжение на первой выходной шине 13

Входное напряжение при этих усло виях

Точность преобразования в данном случае зависит от точности резисторов, от значений коэффициентов усиле1064213 (9) Составитель Н. Марк ин

Редактор A. Лежнина ТехредМ.Гергель КоРРектоР Г.Решетник

Заказ 10516/46

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния дифференциальных усилителей 2 и

3, от характеристик применяемых диодов 4 и 5 °

В данной схеме сушественно уменьшается аддитивная погрешность преобразования, если выполняется условие 5

Н(в 1 1

+ (8)

Н + R К К " Кз где R, R „ — сопротивления резисторов 15 и 14>

K K — коэффициенты усиления

21 усилителей 2 и 3.

В таком случае скомпенсируется нелинейное напряжение между входами первого дифференциального усилителя 15

2 и на резисторы В, 6 и 9, 7 прила-. гается линейное напряжение сигнала.

В конечном счете аддитивная пог— решность бц преобразования определяется выражением 20

Для сохранения описанной компенсации требуется стабильность соотношения Резисторов 14 и 15.и стабильность коэффициента усиления усилителя К .

Заметим, что резисторы с точностью и временной стабильностью порядка 0,01% достигнуты, а это означает, что требование (8) хорошо выполнимо.

Третий дифференциальный усилитель используется для перевода симметричного выходного сигнала в несимметричный.

Предлагаемая схема позволяет за счет компенсации аддитивной погрешности реализовать презиционный преобразователь для дополнительного диапазона порядка 100 дБ минималь-: но,