Среднеквадратичный детектор

 

СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЫЙ ДЕТЕКТОР , содержащий первый операционный усилитель, масштабирующий резистор, . включенный между входной шиной и его инвертирующим входом, диодный мост, диагональ переменного тока которого включена между выходом первого операционного усилителя и его инвертирующим входом, преобразователь модуля пульсирующего тока в ток со средним значением, пропорциональным среднеквадратичному значению , состоящий из четырех транзисторов одинакового типа проводимости , первого и второго усредняющих конденсаторов, база первого транзистора подключена к его коллекто1ру , базе второго транзистора и положительному выводу диодного моста, база третьего транзистора к его коллектору и эмиттеру первого транзистора, база четвертого транзистора - к его коллектору,эмиттеру второго транзистора и первой обкладке первого усредняющего конденсатора , змиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с отрицательным выводом диодного моста , и диод, катод которого соединен с коллектором второго транзистора и через второй усредняющий конденсатор - с отрицательным выводом диодного моста, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот входного сигнала, вторая обкладка первого усредняющего конденсатора подключена к отрицательному выводу диодного моста, кроме того, в детектор (Л дополнительно введен преобразовас тель тока в напряжение, вьшолненный в виде второго операционного усилителя, выход которого через усредняющий конденсатор подключен к его инвертирующему входу, который через резистор соединен с входным выводом преобразователя тока в напряжение и с отводом первого резис00 торного делителя, включенного между о положительной шиной питания и выходом второго операционного усилителя , неинвертирующий вход которого соединен с отводом второго резисторного делителя, идентичного с первым и включенного между положительной шиной питания и общей шиной, при этом входной вывод преобразователя тока в напряжение подключен к аноду диода.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

У1)4 G 01 R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3676962/24-21 (22) 19. 10. 83 (46) 30. 07.85. Бюл. У 28 (72) В.В. Борисовский (71) Специальное конструкторское бюро "Виброприбор" (53) 621.317.7(088.8) (56) Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное.. N. Советское радио, 1977, с. 129-130.

Авторское свидетельство СССР

В 855514, кл. G 01 R 19/02, 1979. (54)(57) СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЪ|Й ДЕТЕКТ0Р, содержащий первый операционный усилитель, масштабирующий резистор, включенный между входной шиной и

его йнвертирующим входом, диодный мост, диагональ переменного тока которого включена между выходом первого операционного усилителя и

его инвертирующим входом, преобразователь модуля пульсирующего тока в ток со средним значением, пропор— циональным среднеквадратичному значению, состоящий иэ четырех транзисторов одинакового типа проводимости, первого и второго усредняю. щих конденсаторов, база первого транзистора подкпючена к ега коллектору, базе второго транзистора и положительному выводу диоднаго моста, база третьего транзистора— к его коллектору и эмиттеру первого транзистора, база четвертого транзистора — к его коллектору,змит„„Я0„„ 1170361 теру второго транзистора и первой обкладке первого усредняющега конденсатора, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с отрицательным выводом диодного моста, и диод, катод которого соединен с коллектором второго транзистора и через второй усредняющий конденсатор — с отрицательным выводом диодного моста, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона частот входного сигнала, вторая обкладка первого усредняющего конденсатора подключена к отрицательному выводу диодного моста, кроме того, в детектор дополнительно введен преобразователь тока в напряжение, выполненный в виде второго операционного усилителя, выход которого через усредняющий конденсатор подключен к его инвертирующему входу, который через резистор соединен с входным выводом преобразователя тока в напряжение и с отводом первого резисторного делителя, включенного между положительной шиной питания и выходом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с отводом второго резисторного делителя, идентичного с первым и включенного между положительной шиной питания и общей шиной, при этом входной вывод преобразователя тока в напряжение подключен к аноду диода.

1 170

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано. в приборах для измерения эффективного значения сигналов.

Цель изобретения — расширение диапазона частот входного сигнала путем преобразования пульсирующего тока в постоянное напряжение, при котором уменьшается влияние паразитной емкости нагрузки.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема среднеквадратичного детектора.

Среднеквадратичный детектор содержит первый операционный усилитель инвентирующий вход которого через масштабный резистор 2.. подключен к входной шине, диодный мост 3, диагональ переменного тока которого включена между выходом первого операционного усилителя 1 и его входом, преобразователь 4 модуля пульсирующего тока в пульсирующий ток со средним значением, пропорциональным среднеквадратичному значению

25 входного сигнала, состоящий из четырех транзисторов одинакового типа проводимости, база первого 5 из которых соединена с его коллектором, базой второго 6 и с положительным З0 выводом диодного моста 3, база третьего транзистора 7 соединена с его коллектором и эмиттером первого тран-. зистора 5, база четвертого транзистора 8 соединена с его .коллектором, З5 эмиттером второго транзистора 6 и через первый усредняющий конденсатор

9 с отрицательным выводом диодного моста 3, эмиттерами третьего 7 и четвертого 8 транзисторов и первой об- 40 кладкой второго усредняющего конденсатора 10, вторая обкладка которого соединена с катодом диода 11.

Среднеквадратичный детектор со- 45 держит также преобразователь 12 тока в напряжение, состоящий из операционного усилителя 13, инвертируюший вход которого соединен через резистор 14 с анодом диода 11 и отводом 50 первого резисторного делителя 15, включенного между положительной шиной питания и выходом операционного усилителя 13, соединенным через конценсатор 16 с инвертирующим входом 55 этого же усилителя. Неинвертирующий вход операционного усилителя 13 соединен с отводом второго резисторно-;

361 2

ro делителя 17, включенного между положительной шиной питания и общей шиной.

Среднеквадратичный детектор работает следующим образом.

Первый операционный усилитель 1 вместе с масштабным резистором

2 и диодным мостом 3 преобразуют входной сигнал в однополярный пульсирующий ток, который протекает через входную цепь преобразователя

4 модуля пульсирующего тока в пульсирующий ток, среднее значение которого пропорционально среднеквадратичному значению входного сигнала, Преобразование производится за счет преобразования входного тока пре образователя;транзисторами 5 и 7 в напряжение, пропорциональное удвоенному логарифму модуля упомянутого тока живых g (ex l, (), =2Ч Д =2М,Ь, ()

Те 2 е где 0 1 — напряжение между коллек.

< тором транзистора 5 И эмиттером транзистора 7;

YT — тепловой потенциал (25, 7 мВ при 20 С); — выходной ток диодного

6 "5 моста 3; — ток насыщения транзисе торов 5 — 8, U В напряжение входного сиг нала; — сопротивление масштаб2 ного резистора 2.

Выходной ток преобразователя 4 равен коллекторному току транзистора 6

V5<1

Ie =Ее е (2)

Т где 09 — напряжение ме ду коллекто ром и змиттером транзистора 8, которое .равно

" = П - (.5)

r6 е

Ток Т усредняется первым усредняющим конденсатором 9 . Из соотношений (1), (2) и (3) можно получить среднее значение выходного тока преобразователя 4

tUâõI

I<= —, (

R2,Х, 170361 где 1 бых

10 ГЯвх та У

2 .

20 редняющих конденсаторов.=1 = "%Р, ж

Къ

Составитель А. Пучковский

Редактор.И. Рыбченко Техред М.Кузьма Корректор М. Роэман

Заказ 4699/41 Тираж 748 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 з 1

Выходной ток преобразователя 4 протекает через дйод 11, который от. пнрает при отрицательных полуволнах напряжения на выходе операционного усилителя 1. Среднее значение тока выделяется конденсатором 10, который подзаряжается при открытом диоде 11 и частично разряжается, когда диод 11 заперт.

Преобразователь 12 тока в напряжение преобразует среднее значение тока, протекающего через диод 9 и равное.в прстоянное. напряжение при достаточно больших величинах. емкостей ус — выходное напряжение преобразователя 12 тока в напряжение и среднеквадратического детектсцра, — сопротивление нижнего пле15 ча делителя 15 напряжения.

Преобразование тока в напряжение производится за счет компенсации усилителем 13 разности s opíûõ напряжений идентичных резисторных делителей 15 и 17, возникающей вследствие протекания тока через диод 11.

Конденсатор 16 сглаживает пульсации и выделяет среднее значение выходного напряжения. На величину постоянного выходного напряжения паразитная емкость нагрузки влияет только во время переходных процессов, но частоту входного сигнала она не ограничивает.

По этой причине предлагаемый среднеквадратичный Детектор позволяет расширить диапазон частот входного сигнала.