Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения
Изобретение относится к облас- .ти электроизмерений и может быть использовано в вольтметрах действующего значения переменного напряжения . Цель изобретения - повышение точности преобразования путем коррекции неидентичности провода - мостей каналов полевых транзисторов . Устройство содержит квадратирующий полевой транзистор 1,инвертирующие усилители 2 и 4, усредняющий фильтр 3, корректирующие сумматоры 5 и 10, усилитель раз б алан-, са 6, резисторы 7 и 8 и балансирующий полевой транзистор 9. В описании приведены соотношения, опреде- . ляющие проводимости каналов транзисторов 1 и 9, и дан расчет напряже7 ния на выходе преобразователя. Изобретение дополнительное к авт. св. № 1075176. I ил. i СП 1C О) сд Smx.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК. (51)4 G 01 R 19/02 (61) 1075176 (21) 3767134/24-21 (22) 05.07.84 (46) 15.02.86. Бюл. N - 6 (72) А.Н.Гуляев, И.Г.Дорух и П.К.Ермоленко (53) 621.317.7(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1075176, кл. G 01 R 19/02, 14.08.81. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО
НАПРЯЖЕНИЯ ,(57) Изобретение относится к облас.ти электроизмерений и может быть использовано в вольтметрах действующего значения переменного наÄÄSUÄÄ 121 1657 пряжения. Цель изобретения — повышение точности преобразования путем коррекции неидентичности проводимостей каналов полевых транзисторов. Устройство содержит квадратирующий полевой транзистор 1, инвертирующие усилители 2 и 4, усредняющий фильтр 3, корректирующие сумматоры 5 и 10, усилитель разбаланса 6, резисторы 7 и 8 и балансирующий полевой транзистор 9. В описании приведены соотношения, определяющие проводимости каналов транзисторов 1 и 9, и дан расчет напряжения на выходе преобразователя.
Изобретение дополнительное к авт. св. Р 1075176. 1 ил.
1211657
35
Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в вольтметрах действующего значения переменного напряжения.
Цель изобретения — повышение точности преобразования путем коррекции неидентичности проводимостей каналов полевых транзисторов.
На чертеже приведена электрическая схема преобразователя.
Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения содержит квадратирующий поленой транзистор 1, сток которого подключен к входной шине, а исток— к входу первого инвертирующего усилителя 2, усредняющий фильтр 3, вход которого подключен к выходу первого инвертирующего усилителя
2, а выход — к выходной шине, входу второго инвертирующего усилителя
4 и первому входу первого корректирующего сумматора 5, а также усилитель разбаланса 6, вход которого через первый резистор 7 соединен с входной шиной, через второй резистор 8 — с выходом второго инверти.Рующего усилителя 4 и непосредственно с объединенными между собой истоком балансирующего полевого транзистора 9 и вторым входом первого корректирующего сумматора 5 ° Выход усилителя разбаланса 6 подключен к затвору балансирующего транзистора 9. Выход первого сумматора 5 подключен к стоку балансирующего транзистора 9. Кроме того, преобразователь содержит второй корректирующий сумматор 10 с первым инвертирующим входом, коэффициент передачи по которому равен единице, вторым и третьим неинвертирующими входами, четвертым и пятым инвертирующими входами, коэффициенты передачи по которым равны 0,5. Первый вход корректирующего сумматора 10 соединен с затвором балансирующего транзистора 9, второй вход — со стороны квадратирующего транзистора l, третий вход — с истоком этого же транзистора, четвертый вход — со стоком балансирующего транзистора 9, пятый вход — с истоком этого же транзистора, а выход — с затвором-квад ратирующего транзистора.
Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения работает следующим образом.
На вход усилителя разбаланса 6 через резистор 7 с входной шины пре образователя поступает переменный ток, пропорциональный входному сигналу Vs„x(t ), а через инвертирующий усилитель 4 и резистор 8 с выходной шины преобразователя — постоянный ток, пропорциональный сигналу U
Выл
К этому же входу усилителя разбаланса 6 через сумматор 5, предназначенный для суммирования постоянных напряжений, подводится ток, пропорциональный сумме постоянного напряжения 11 „ смешения усилителя разбаланса 6 и постоянного напряжения
11 ц„. Усилитель раэбаланса 6 охвачен параметрической обратной связью через балансирующий транзистор 9, поэтому при подаче входного напряжения Us>(t) выходное напряжение разбаланса вызывает изменение проводимости канала балансирующего транзистора 9 и одновременно через сумма-: тор 10 изменение проводимости канала транзистора 1.
Зависимость проводимости G ка9 нала балансирующего транзистора 9 от входного сигнала Usx(t), напряжения 0 и напряжения U опредев ь х лится из условия, что сумма токов, поступающих на вход усилителя разбаланса 6 равна нулю: („a>-u,„1,-(»„u,„>s, ц,. „,„-u,„1t;,.о, (1) — пРоводимости резисторов
7 и 8 соответственно
Из уравнения (1) следует, что
g9 q ь (8 С ) -q » (2) "еых UBbI7
На первый неинвертирующий вход корректирующего сумматора 10 поступает сигнал Б9, равный напряжению на затворе балансирующего транзистора 9, на второй и третий неинвертирующие входы — сигналы и Uö, равные напряжениям соот< г ветственно на стоке и истоке квадратирующего транзистора 1, а на четвертый и пятый инвертирующие входы — сигналы U и U> равные
9 9 напряжениям соответственно на стоке и истоке балансирующего транзистора 9. Коэффициент передачи сумматора 10 по первому входу равен
1, а по остальным входам 0,5. Напряжение U 9, на выходе сумматора
1211657
10 и на затворе квадратирующего транзистора 1 будет равно
U, =U +0,513с +О, (3„-О, 51!с
Уравнение (3} легко приводится к виду:
15
G =G
25
35
45
Составитель А.Пучковский
Редактор М.Петрова Техред З.Палий КорректоР. С. Яекмар
Тираж 730 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1)3035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 636/49
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4
Проводимости С, и G каналов
:транзисторов l и 9 определяются соотношением
"м; 11ы;
*(о, яо } Ф
:;где i=1 или 9.
С учетом (4) получим т. е. проводимости каналов транзисторов 1 и 9 равны.
На вход инвертирующего усилителя 2 через канал квадратирующего транзистора 1 с проводимостью G поступает ток, равный Usx(t)G поэтому на выходе этого усилителя имеет место напряжение U равное
2}
02(Ц- - 0 „® ос
:где G — проводимость резистора обое ратной связи инвертирующего усилителя 2, С учетом (6) и (2) получим
2 ьх g Вх(с 11 + ос вых ос 11аых
Напряжение Б (t ) усредняется фильтром 3. В результате среднее значение выходного напряжения U
5ЫХ преобразователя равно
Т
0 ос ос (! алых ) где Т вЂ” период изменения входного сигнала U,„„(t ) .
Первое слагаемое в уравнении (7) равно нулю, как среднее значение переменного входного напряжения U,„ „(t).
Следовательно, можно записать т — 0 (Мй. (8}ХЫХ ос
Из -(8} следует, что на выходе преобразователя формируется постоянное напряжение, пропорциональное действующему значению входного напряжения.
Отличия преобразователя позволяют скорректировать погрешность преобразования за счет компенсации разности напряжений сток-исток транзисторов разностью напряжений затвор-исток, т.е, повысить точность преобразования.
Формула изобретения
Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения по авт.св. Р 1075176, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введен второй корректирующий сумматор, первый неинвертирующий вход которого соединен с затвором балансирующего транзистора, второй и третий неинвертирующие входы подключены соответственно к стоку и истоку квадратирующего транзис-, тора, четвертый и пятый инвертирующие входы — соответственно к стоку и истоку балансирующего транзистора, выход второго сумматора соединен с затвором квадратирующего транзисто- ра, при этом второй сумматор выполнен с единичным коэффициентом передачи по первому входу и с коэффициентом передачи, равным 0,5 по остальным входам.
