Измерительный преобразователь среднеквадратического значения напряжения
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при построении аналоговых и цифровых вольтметров переменного напряжения, а также информационно-измерительных систем различного назначения. Цель изобретения - повышение точности преобразования напряжения, имеющего постоянную составляющую. Преобразователь содержит два согласованных полевых транзистора 2 и 3, усилитель 1 разбаланса, резисторы 4, 5 и 9, два инвертирующих усилителя 6 и 10, фильтр 7 низких частот. Введение генератора 11 импульсов и усилителя 12 с переключаемым коэффициентом передачи обеспечивает исключение погрешности, связанной с постоянной составляющей входного напряжения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
(! 9) (1!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st)s G 01 R 19/02
ГОСУДАРСТВЕН-Ы Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 741167 (21) 4677149/21 (22) 11.04.89 (46) 30,07.91, Бюл, гв 28 (71) Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) А. Д, Джангозин, Б. А. Райхман и А. А, Парфенович (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 741167, кл. G 01 R 19/02, 1978. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО 3НАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при построении аналоговых и цифровых вольтметров переменного напряжения, также информационно-измерительных систем различного назначения. Цель изобретения — повышение точности преобразования напряжения, имеющего постоянную составляющую. Преобразователь содержит два согласованных полевых транзистора 2 и 3, усилитель 1 раэбаланса, резисторы 4, 5 и 9, два инвертирующих усилителя 6 и 10, фильтр 7 низких частот.
Введение генератора 11 импульсов и усилителя 12 с переключаемым коэффициентом передачи обеспечивает исключение погрешности, связанной с постоянной составляющей входного напряжения. 1 з. и. ф-лы, 1 ил.
1666960
G2=G5 G4
l3 = Usx (t) 63, (з
U 10=- U ex(t)
69 (2) Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано при гоздании аналоговых и цифровых вольтметров переменнрго напряжения, а также информационно-измерительных систем различного назначения и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св, N 741167.
Цель изобретения — повышение точносги преобразования напряжения, имеющего постоянную составляющую.
На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.
Устройство содержит усилитель 1 раэбаланса, первый и второй полевые транзисторы 2 и 3, затворы которых объединены друг с другом и подключены к выходу усилителя 1 разбаланса, первый и второй резисторы 4 и 5, первые выводы которых объединены между собой и подключены к истоку транзистора 2 и входу усилителя 1, первый инвертирующий усилитель 6, выходом подключенный к второму выводу резистора 5, а входом — к объединенным между собой стоком транзистора 2 выходом фильтра 7 низких частот и выходной клеммой 8 устройства, параллельно соединенные третий резистор 9 и второй инвертирующий усилитель 10, выход которого подключен к входу фильтра 7, а вход — к истоку транзистора 3, сток которого соединен с вторым выводом резистора 4, Устройство содержит также генератор импульсов 11 и усилитель 12 с переключаемым коэффициентом передачи, сигнальный вход которого подключен к входной клемме
13 устройства, выход — к стоку транзистора
3, а вход управления — к выходу генератора
11 импульсов.
Устройство работает следующим образом.
На вход устройства поступает входное напряжение Uex(t), содержащее переменную и постоянную составляющие, Усилитель 12 с переключаемым коэффициентом передачи имеет два режима работы: режим повторителя и режим инвертора. Перевод усилителя 12 из одного состояния в другое осуществляется импульсами, поступающими с генератора 11. Частота переключения усилителя 12 должна быть вне рабочего диапазона частот входного напряжения, например лежать выше рабочего частотного диапазона. Тогда на сток полевого транзистора 3 и второй вывод резистора 4 будет
/ поступать напряжение U»(t), уже не содержащее постоянную составляющую. Лмпли/ туда напряжения 0„(t) будет равна амплитуде входного напряжения Usx(t), а
I знак напряжения Usx(t) по отношению к на5
55 пряжению Usx(t) будет определяться режимом работы усилителя 12, I
Напряжение U ex(t) через резистор 4 поступает на вход усилителя 1 разбаланса, на который одновременно через инвертирующий усилитель 6 и второй резистор 5 подается постоянное напряжение U«x с выхода фильтра 7 низких частот, Выходное напряжение усилителя 1 раэбаланса вызывает модуляцию проводимости канала полевого транзистора 2. Одновременно при этом изменяется проводимость канала полевого транзистора 3, Связь величины модуляции проводимости канала транзистора 2 с величинами по/ ступающих напряжений Uex(t) и живых можно определить из следующего уравнения:
Uex(t) G4+ 0вых 62 живых 65=0, где G4 и 65 — проводимости резисторов 4 и 5;
Gz — проводимость канала полевого транзистора 2, Из управления видно, что проводимость
Gz канала транзистора 2 равна
Ток через канал полевого транзистора 3 равен где 6з — проводимость канала транзистора 3.
Так как усилитель 10 имеет малые входные токи, влиянием которых можно пренебречь, то выходное напряжение усилителя 10 будет определяться таким выражением: где Gg — проводимость резистора 9, Знак минус в правой части этой формулы определяется тем, что усилитель 10 осуществляет инвертирование знака на/ пряжения Usx(t).
Так как проводимости каналов обоих полевых транзисторов, размещенных на одном кристалле, одинаковы, т. е. 62=6з, то подставляя значение проводимости 6з иэ уравнения (1) в уравнение (2), получим
I / г О,„ q Ч,.(9 ./10 = . 64 65) 0вых
После усреднения напряжения U10 фильтром 7 низких частот получим
1666960
1 т
Uesx = — f 010 dt =
Т „
0вых=
Т e U sex GQ живых / — f Uex (t) dt .
1 2
Т о Gg
Обозначив К- Q/Gg. окончательно получим
Составитель С.Рыбин
Техред M,Ìîðãåíòàë
Корректор В. Гирняк
Редактор Н,Коляда
Заказ 2519 Тираж 418 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCr"
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
1Т Овх — — f " 65 от. (3)
Второе слагаемое в этом уравнении
I равно нулю, так как напряжение Uex(t) не содержит постоянной составляющей: квадраты напряжений Uex(t) и Usx(t) будут равны между собой, так как модули напряжений
Uex(t) и Овх(с) равны между собой. Подставив тогда в формулу 3) величину Ueх (с) вместо г величины (Овх (t), получим
Таким образом, выходное напряжение фильтра 7 низких частот и всего rîåñáðàçîвателя будет пропорционально среднеквадратическому значению входного напряжения.
Формула изобретения
Измерительный преобразователь сред. неквадратического значения напряжения, поавт.св. М741167,отличàia цийся тем, что, с целью повышения точности преобразования напряжения, имеющего г.ос оянную составляющую, в него введены генератор импульсов и усилитель с пер ключаемым коэффициентом передачи, котг,рый включен между г-ходной клгимой устройства и обьединен ными стоком второго полевого транзистора и вторым выводом первого резистора, а вход управления кото. рого подключен к выходу генератора импульсов,
