Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения

 

ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ по авт.св, 741167, о тличающийся тем, что, с целью повььления точности преобразования , в цепь между выходной клеммой фильтра низких частот и стоком первого полевого транзистора введен сумматор , другая входная клемма которого подключена к истоку первого полевого транзистора. { % (Л сд с

СО(ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(50 4 0 1 1(1 9 0 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 741167 (21) 3331210/18-21 (22) 14.08.81 (46) 23.02.84. Бюл. 9 7 (.72) H.E.Волох, И.Н.Желбаков, В.С.Попов, В.С..Собипан и Ю.А.Тимонин (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 741167, кл. Q 01 К 19/02, 1978. (54)(57) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ по авт.св. У 741167, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повииения точности преобразования, в цепь между выходной клеммой фильтра низких частот и стоком первого полевого транзистора введен сумматор, другая входная клемма которого подключена к истоку первого полевого транзистора.

1075176

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для использования при построении аналрговых и цифровых вольтметров переменного тока.

По основному авт.св. 9 741167 известен линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения, содержащий два полевых транзистора, затворы которых соединены друг с другом, усилитель разбаланса, включенный между истоком и затвором первого полевого транзистора, фильтр низких частот, выходная клемма которого соединена с выходной клеммой устройства и со сто- 15 ком первого полевого транзистора, первый инвертирующий усилитель и первый резистор, включенные последоваельно между выходной клеммой фильтра низких частот и истоком первого 20 полевого транзистора, второй инвертирующий усилитель и второй резистор, включенные параллельно между истоком второго полевого транзистора и входной клеммой фильтра низких частот, 25 третий резистор, включенный между истоком первого полевого транзистора и входной клеммой устройства, соединенной со стоко"1 второго полевого транзистора (11 .

Недостаток известного устройства связан с низкой точностью преобразования, обусловленной наличием погрешности из-эа температурного и временного дрейфа напряжения смещения 35 усилителя раэбаланса. Указанный дрейф вызывает изменение постоянного потенциала истока первого полевого транзистора, т.е. изменение постоянного напряжения исток — сток

:,ерв ;г полевого транзистора, так

40 что дл компенсации переменного тока, протекающего по третьему резистору, требуется уже;,ругая амплитуда колебаний проводимости первого полевого транзистора.

Целью изобретения является повышение точности преобразования, обеспеЧиваемой подобным устройством.

Поставленная цель достигается тем, что в линейном преобразователе действующего значения переменного напряжения, содержащем два полевых транзистора, затворы которых соединены друг с другом, усилитель раз. баланса, включенный между истоком 55 и затвором первого полевого транзистора, фильтр низких частот, выходная клемма которого соединена .с выходной клеммой устройства и со стоком первого прлевого транзистора, б0 первый инвертирующий усилитель и первый резистор, включенные последовательно между выходной клеммой фильтра низких частот и истоком первого полевого транзистора, второй инвер65 тирующий усилитель и Ьторой резистор, включенные параллельно между истоком второго полевого транзистора и входной клеммой фильтра низких частот, третий резистор, включений ный между истоком первого полевого транзистора и входной клеммой устройства, соединенной со стоком второго полевого транзистора, в цепь между выходной клеммой фильтра низких частот и стоком первого полевого транзистора введен сумматор, другая входная клемма которого подключена к истоку первого полевого транзистора.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного линейного преобразователя действующего значения переменного напряжения.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 полевые транзисторы, затворы которых соединены друг с другом, усилитель 3 раэбаланса, включенный между истоком и затвором полевого транзистора 1, фильтр 4 низких частот, выходная клемма которого соединена с выходной клеммой устройства и через сумматор (неинвертирующий)

5 другим входом подключенный к истоку полевого транзистора 1, — co стоком последнего, первый инвертирующий усилитель . 6 и первый резистор 7, включенные последовательно между выходной клеммой фильтра 4 низких частот и истоком полевого транзистора 1, второй инвертирующий усилитель 8 и второй резистор 9, включенные параллельно между истоком полевого транзистора 2 и входной клеммой фильтра 4 низких частот, третий резистор 10, включенный между истоком полевого транзистора 1 и входной клеммой устройства, соединенной со стоком полевого транзистора 2.

Устройство работает следующим образом.

На вход усилителя 3 разбаланса через резистор 10 поступает переменный ток, пропорциональный измеря,емому напряжению 0 z (g) а через инвертирующий усилитель 6 и резистор 7 — постоянный ток, пропорцио| нальный напряжению 0 цы„на выходе фильтра 4 низких частот и устройства в целом. К этому же входу усилителя

3 разбаланса через сумматор 5, предназначенный для суммирования постоянных напряжений, и полевой транзистор

1 подводится ток, пропорциональный .сумме постоянного напряжения ц смещения усилителя 3 разбаланса и постоянного напряжения U > > . Усилитель

3 разбаланса охвачен параметрической отрицательной обратной связью через полевой транзистор 1, поэтому при подаче входного напряжения 0 t) вы1075176

4 о ) Вы»

Составитель Л.Морозов

Редактор Т.Кугрышева Техред Л.Пилипенко Корректор О.Билак

Заказ 492/38 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ходное напряжение разбаланса вызывает изменение (модуляцию) проводимости канала полевого транзистора 1 и одновременно изменяет проводимость канала полевого транзистора 2.

Зависимость модуляции проводимости С канала полевого транзистора 1 от входного напряжения Ue< (t), напря- жения смещения 0 + усилителя 3 разбаланса и выходного напряжения U Вых преобразователя можно определить из условия, что сумма токов, поступающих на вход усилителя 3 разбаланса, равна нулю одах 1 ()см С ю вых Lp)Qg (1) . 15 где г,„и Г . — проводимости резисторов

7и 10.

Из уравнения (1) следует,.что 2()

Uñì 0вх(1 (2)

С вЂ” С Ф(С 1С 1 см-С х

ebi» вых

Так как на вход инвертирующего усилителя 8 через канал полевого 25 транзистора 2 с проводимостью Q поступает ток, равный ()вх (4) 0, то на

I выходе этого усилителя имеет место напряжение Q

06 = u8,„(t ) С (3) 30 где Ciq — проводимость резистора 9.

Проводимости каналов полевых транзисторов, размещенных в одном кристал. ле, одинаковы, т.е. Cj = G > поэтому, 35 подставляя значение G иэ уравнения (2) в уравнение (.3), получим

Я

С,7 Cу 4(о Uce ()вхМ С о

Напряжение (II) усредняется фильтром 4 низких частот. В результате среднее значение выходного напряжения преобразователя определяется как

Т

l6т С т+0 о "см i ч Ся "вы» т т 2 (5)

c„,. u,„(ц х 0 „(t)jt> — °вЂ”

Т С9 т Овых где Т вЂ” период изменения входного на пряжения Ц „ ()

Первое слагаемое в уравнении (5) равно нулю, так как равно нулю среднее значение переменного входного напряжения Ц» (t) . Следовательно

Таким образом, выходное напряжение фильтра 4 низких частот, которое является выходным напряжением всего преобразователя, пропорционально среднеквадратическому значению входного напряжения. Оно не зависит от напряжения смещения операционного усилителя, на основе которого построен сумматор 5. Усилитель

3 раэбаланса усиливает переменное напряжение в широком диапазоне частот, а сумматор 5 суммирует напряжения постоянного тока. широкополосные операционные усилители имеют в десятки раз большее напряжение смещения, чем операционные усилители, предназначенные для обработки напряжения постоянного тока. Поэтому предлагаемое устройство характеризуется повышенной точностью преобразования.