Среднеквадратичный детектор

 

Использование: изобретение относится к измерительной технике и микросхемотехнике и позволяет расширить функциональные возможности путем косвенного измерения коэффициента формы, коэффициента амплитуды, коэффициента усреднения .Существо изобретения: среднеквадратичный детектор содержит входную шину 1, подключенную к первому выводу первого резистора 2 и через второй резистор 3 - к первому выводу третьего резистора 4, аноду первого диода 5 и инвертирующего входу первого операционного усилителя 6, выход которого соединен с катодом первого диода 5 и анодом второго диода 7, катод которого подключен к второму выводу третьего резистора 4 и через четвертый резистор 8 к второму выводу первого резистора 2 и инвертирующему входу второго операционного усилителя 9, соединенному с катодом третьего диода 10 и коллектором первого транзистора 11 п-р- n-типа, база которого подключена к общей шине, эмиттер - к базе и коллектору второго транзистора 12 n-p-n-типа, эмиттер которого соединен через пятый резистор 13 с выходом второго операционного усилителя 9 и непосредственно с анодом третьего диода 16

COtO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 29/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/б

К АВТОРС <ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4891220/21 (22) 13.12.90 (46) 15.12,92. Бюл, М 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт экспериментальной физики (72) А.Д. Аметов и А,И. Гутников (56) Преобразователь напряжения. Техническое описание и инструкция по эксплуатации АПИ 12Т0, 1987. (54) СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЫЙ ДЕТЕКТОР . (57) Использование: изобретение относится к измерительной технике и микросхемотехнике и позволяет расширить функциональные возможности путем косвенного измерения коэффициента формы, коэффициента амплитуды, коэффициента усреднения.. Существо изобретения: . среднеквадратичный детектор содержит входную шину 1, подключенную к первому Ж,, 1781640 А1 выводу первого резистора 2 и через второй резистор 3- к первому выводу третьего резистора 4, аноду первого диода 5 и инвертирующего входу первого операционного усилителя 6, выход которого соединен с катодом первого диода 5 и анодом второго диода 7, катод которого подключен к второму выводу третьего резистора 4 и через четвертый резистор 8 к второму выводу первого резистора 2 и инвертирующему входу второго операционного усилителя 9, соединенному с катодом третьего диода 10 и коллектором первого транзистора 11 n — р— п-типа, база которого подключена к общей шине, эмиттер — к базе и коллектору второго транзистора 12 и — р-п-типа, эмиттер которого соединен через пятый резистор 13 с выходом второго операционного усилителя 9 и непосредственно с анодом третьего диода

1781640

10 и эмиттером третьего транзистора 14 n— р-п-типа, база которого подключена к его коллектору и эмиттеру четвертого транзистора 15 и — р — п-типа, база которого соединена с общей шиной, коллектор через шестой резистор 16 — с первым выводом первого конденсатора 17 и выходом 18 среднеквадратичного детектора и непосредственно с анодом четвертого диода 19 и инвертирующим входом третьего операционного усилителя 20, выхоД которого подключен к катоду четвертого диода 19 и первому выводу второго конденсатора 21, Неинвертирующие входы операционных усилителей 6, 9, 20 подключены к общей шине, Детектор содержит аналоговый мультиплексор 22, аналоговый ключ 23, пятый диод 24, и два управляющих входа 25. ВыхоИзобретение относится к измерительной технике и микросхемотехнике и может быть использовано при разработке многофункциональных измерительных устройств и многофункциональной аналоговой микросхемы измерительного преобразователя, Известен измерительный преобразователь (см, авт. св. СССР N 1374 t49, 1986, кл.

G 01 R 29/04, Измерительный преобразователь, Ю.И. Сергеев, В,М. Лунин, Ю,Н. Власенко, В.И. Русин и Ю.О, Прокопенко, БИ N

6, 1988), содержащий коммутатор, управляющий вход которого является входом задания работы преобразователя, блок синхронизации и последовательно включенные интегратор и элемент выборки-хранения, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, преобразователь напряжения в интервал времени, первый и второй ключи и подключенные к входу преобразователя формирователи действующего и среднего значений напряжений и амплитудный детектор, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами коммутатора. Первый и второй выходы коммутатора подключены, соответственно, через первый и второй ключи к входу интегратора. Выход элемента выборки-хранения соединен с информационным входом преобразователя напряжения в интервал времени, управляющий вход которого подключен ко второму выходу блока синхронизации. а выход соединен с управляющим входом первого ключа и является выходом преобразователя, управляющий вход второды аналоговых мультиплексора 22 и ключа

23 подключены ко вторым выводам, соответственно, первого 17 и второго 21 конденсаторов. Первый, второй и третий информационные входы аналогового мультиплексора 22 подключены к аноду четвертого диода 19, эмиттеру четвертого транзистора 15 и общей шине соответственно, первый и второй входы управления — к соответствующим управляющим входам 25среднеквадратично- го детектора, выход 18 которого подключен к катоду пятого диода 24, анод которого соединен с выходом третьего операционного усилителя 20, анод четвертого диода 19 соединен с информационным входом аналогового ключа 23, вход управления которого подключен к первому входу управления аналогового мультиплексора 22. 1 ил. го ключа подключен к третьему выходу бло-. ка синхронизации.

Достоинством устройства является его многофункциональность, оно циклично ра5 ботает в трех режимах. работы: — в режиме измерения коэффициента х формы Кф = — С, где Хд — действующее значение напряже- .

10 ния;

Х,р — среднее значение напряжения; —. в режиме измерения коэффициента

Хм амплитуды К = —, х где Х„ — амплитудное (пиковое) значение напряжения — в режиме измерения коэффициента усреднения Ку =

Х

Недостатки рассматриваемого преобразователя:

Преобразователь сложен за счет использования трех достаточно сложных устройств, а именно:

25 — формирователи действующего значения напряжения; — формирователи среднего значения напряжения;

30 — амплитудного детектора.

Преобразователь имеет недостаточную точность за счет использования этих же трех устройств, каждое иэ которых имеет собст венные величины и знаки составляющих по35 грешности измерения, обусловленных их напряжениями смещения нуля и нелиней1781640

40

55 ностью коэффициента передачи, особенно в области малых входных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является среднеквадратичный детектор (см.

Преобразователь напряжения. Техническое описание и инструкция по эксплуатации

АНП12ТО, 1987, УДК 621,314.2, № государ.регистрации Я-84618, индекс рубрики

50.04.37, инвентар ¹ 1997, организация и/я

Г-4665), содержащий входную шину, подключенную к первому выводу первого резистора и через второй резистор — к первому выводу третьего резистора, аноду первого диода и инвертирующему входу первого операционного усилителя, выход которого соединен с катодом первого диода и анодом. второго диода, катод которого подключен к второму выводу третьего резистора и через четвертый резистор к второму выводу первого резистора и инвертирующему входу второго операционного усилителя, соединенному с катодом третьего диода и коллектором первого транзистора п-р-п-типа, база которого подключена к общей шине, эмиттер — к базе и коллектору второго транзистора n — р — n-типа, эмиттер которого соединен через пятый резистор с выходой второго операционного усилителя и непосредственно с анодом третьего диода и эмиттером третьего транзистора n — р-п-типа, база которого подключена к его коллектору и эмиттеру четвертого транзистора и-р — птипа, база которого соединена с общей шиной, коллектор через шестой резистор — с первым выводом первого конденсатора, выходом третьего операционного усилителя и выходом среднеквадратичного детектора и непосредственно с анодом четвертого диода и инвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход которого подключен к катоду четвертого диода, параллельно которому включен второй конденсатор, второй вывод первого конденсатора подключен к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя, третий конденсатор подключен параллельно выводам коллектор-эмиттер третьего транзистора п-р-п-типа, неинвертирующие входы операционных усилителей подключены к общей шине.

Данное техническое решение принято за прототип. По сравнению с аналогом оно обладает простотой. Недостатком прототипа является ограниченные функциональные возможности, т.к. Оно работает только в режиме измерения действующего (оно же среднеквадратическое) значения напряжения и поэтому не пригодно для косвенного измерения коэффициента формы, коэффи10

30 циента амплитуды, коэффициента.усреднения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем косвенных измерений коэффициента формы, коэффициента амплитуды, коэффициента усреднения, Поставленная цель достигается тем, что в среднеквадратичный детектор, содержащий входную шину, подключенную к первому выводу первого резистора и через второй резистор — к первому выводу третьего резистора, аноду первого диода и инвертирующему входу первого опер а-ционно го усилителя, выход которого соединен с катодом первого диода и анодом второго диода, катод которого подключен ко второму выводу третьего резистора и через че1 вертый резистор ко второму выводу первого резистора и инвертирующему входу второго операционного усилителя, соединенному с катодом третьего диода и коллектором пер вого транзистора и — р — n-типа, база которого подключена к общей шине, эмиттер — к базе и коллектору второго транзистора и-р — -и-типа, эмиттер которого соединен через пятый резистор с выходом вторбго операционного усилителя и непосредственно с анодом третьего диода и эмиттером третьего транзистора и — р — п-типа, база которого подключена к его коллектору и эмиттедГчетвертого транзистора и — р — n-типа, база которого соединена с общей шиной, коллектор через шестой резистор — с первым выводом первого конденсатора и выходом среднеквадратичного детектора и непосредствейно с анодом четвертого диода и инвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход которого подключен к катоду четвертого диода и первому выводу второго конденсатора, при этом неинвертирующие входы операционных усилйтелей подключены к общей шине, введены аналоговый мультиплексор, аналоговь|й ключ, пятый диод и два управляющих входа, причем выходы аналоговых мультиплексора и ключа подклЮчены ко вторым выводам, соответственно, первого и второго конденсаторов, первый, второй и третий информационные входы аналогового мультиплексора подключены к аноду четвертого диода, эмиттеру четвертого транзистора и общей шине соответственно, первый и второй входы управления — к соответствующим управляющим входэМсреднеквадратичного детектора, выход которого подключен к катоду пятого диода, анОд ко торого соединен с выходом третьего операционного усилителя, анод четвертого дйода соединен с информационным входом аналогового ключа, вход управления которого

1781640 подключен к первому входу управления аналогового мультиплексора.

Указанная совокупность признаков позволяет расширить функциональные возможности путем косвенного измерения 5 коэффициента формы, коэффициента амплитуды, коэффициента усреднения.

Устройство функционирует в трех режимах: а) в режиме косвенного, измерения ко- 10

Хд эффициента формы Кф = ", Это достигаХср

- -ется циклическим подключением (с помощью соответствующего кода на управляющих входах) первого конденсатора че- 15 рез аналоговый мультиплексор сначала к эмиттеру четвертого транзистора, при этом второй конденсатор через аналоговый ключ подключен к коллектору четвертого транзистора, а затем подключением первого кон- 20 денсатора через аналоговый мультиплексор к коллектору четвертого транзистора, при этом второй конденсатор через аналоговый ключ отключен от коллектора четвертого транзистора. Полученные тем самым на вы- 25 ходе устройства значения Хд и Х р делятся оператором для получения значения Кф; б) в режиме косвенного измерения коэффициента амплитуды Ки = —, . Это до- 30

Хм

Х, стигается циклическим подключением (с помощью соответствующего кода на управляющих входах) первого конденсатора через аналоговый мультиплексор сначала к обще шине, при этом второй конденсатор 35 через аналоговый ключ отключен от коллектора четвертого транзистора, а затем подключением первого конденсатора через аналоговый мультиплексор к эмиттеру четвертого транзистора, при этом второй кон- 40 денсатор через аналоговый ключ подключен к коллектору четвертого транзистора. Полученные тем самым на выходе устройства значения XM и Хд делятся оператором для получения значения Кз, 45 в) в режиме косвенного измерения коэффициента усреднения Ку = —, Это доxì х стигается циклическим подключением (с помощью соответствующего кода на управ- 50 ляющих.входах) первого конденсатора через аналоговый мультиплексор сначала к общей шине, а затем к коллектору четвертого транзистора, при этом в обоих циклах данного режима второй конденсатор через 55 аналоговый ключ отключен от коллектора четвертого транзистора. Полученные тем самым на выходе устройства значения Хм и

Хср делятся для получения значения К, О необходимости и достаточности определения Кф, К,, Ку именно таким образом свидетельствует высокая точность косвенных измерений Кф, Ка, К„, Среднеквадратичный детектор позволяет обеспечить эту высокую точность использованием одного и того же объекта в режимах детектирования среднеквадратического, средневыпрямленного; амплитуд.ного значения, в каждом из которых погрешность может быть значительной, но определяющие ее величину напряжение смещения нуля на выходе и нелинейность коэффициента передачи имеют одну и ту же величйну и знак, вследствие чего при делении (косвенном измерении Кф, К, Kó) происходит компенсация, обеспечивающая высокую точность.

Отличительные от прототипа существенные признаки в известных технических решениях не обнаружены. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия";

На чертеже приведена схема средне- . квадратичного детектора.

Среднеквадратичный детектор содержит входную шину 1, подключенную к первому выводу первого резистора 2 и через второй резистор 3 — к первому выводу третьего резистора 4, аноду первого диода 5 и инвертирующему входу первого операцион- . ного усилителя 6, выход которого соединен с катодом диода 5 и анодом второго диода

7, катод которого подключен к второму выводу резистора 4 и через четвертый резистор 8 ко второму выводу резистора 2 и инвертирующему входу второго операционного усилителя 9, соединенному с катодом третьего диода 10 и коллектором первого транзистора 11 и — р-п-типа, база которого подключена к общей шине, эмиттер — к базе и коллектору второго транзистора 12 n — р — итипа, эмиттер которого соединен через пятый резистор 13 с выходом операционного усилителя 9 и непосредственно с анодом диода 10 и эмиттером третьего транзистора

14 n — р-п-типа, база которого подключена к

его коллектору и эмиттеру четвертого транзистора 15 п-р-п-типа, база которого соединена с общей шиной, коллектор через шестой резистор 16 — с первым выводом первого конденсатора 17 и выходом 18 среднеквадратичного детектора и непосредственно — с анодом четвертого диода 19 и инвертирующим входом третьего операционного усилителя 20, выход которого подключен к катоду диода 19 и первому выводу второго конденсатора 21. Неинвертирую1781640

10 щие входы операционных усилителей 6, 9. ж) конденсатор 21 — К10-50-в;

20 подключены к общей шине, з) конде н сато р 17 ко рпус ной — Б52-1 Б, Среднеквадратичный детектор содер- Среднеквадратичный детектор работажит также аналоговый мультиплексор 22, ет следующим образом. аналоговый ключ 23, пятый диод 24, два 5 Режим косвенного измерения коэффиуправляющих входа, представленных уп- Хд равляющей шиной 25 Выходы мультиплек- ф Рмь Кф=X осУществлЯетсЯ циксора 22 и ключа 23 подключены к вторым лическим подключением (с помощью выводамсоответственноконденсаторов17и соответствующих кодов на управляющих

21, первый Хо, второй Х1 и третий Хг инфор- 10 входах 25) конденсатора 17 через аналогомационныевходыаналоговогомультиплексо- вый мультиплексор 22 сначала к эмиттеру ра 22 подключены к аноду диода 19, эмиттеру транзистора 15, при этом конденсатор 21 транзистора 15 и общей шине соответствен- через аналоговый ключ 23 подключен к колно, первый Ар и второй А1 входы управления лектору транзистора 15, а затем подключе— к управляющим входам 25 среднеквадра- 15 нием конденсатора 17 через аналоговый тичного детектора. Выход et o 18 подключен к мультиплексор 22 к коллектору транзистора катоду диода 24, анод которого соединен с 15, при этом конденсатор 21 через аналоговыходом операционного усилителя 20, анод вый ключ 23 отключен от коллектора транзидиода 19 соединен с информационным вхо- стора 15. Полученные в результате на дом аналогового ключа 23, входуправления А 20 выходе 18 детектора значения X„ Xcð декоторого подключен к первому входу Ар уп- лятся вручную для получения значения К . равления аналогового мультиплексора., Код на шине управленйя 25, соответствуюВ качестве элементной базы средне- щийэтомурежимупринимаетзначенияАо-= квадратичного детектора использованы =А = 1, A> = 0(измерение Хд), а затем Ap = А= следующие элементы, 25 = О, A) = 0 (измерение XC>), а) операционные усилители 6, 9, 20 — три Режим косвенного измерения .коэффичетверти корпуса микросхемы 1401УД2А; Хм б) транзисторы 11, 12, 14, 15 — две мик- циента амплитУды Ка — Х осУществлЯетсЯ х„ циклическим подключением(с помощью сов) диоды 5, 7. 10, 19, 24 — 2Ц522Б: 30 ответствующйх кодов на управляющих вхог) мультиплексор 22 аналоговый — одна дах 25) конденсатора 17 через аналоговый микросхема 590КН6: мультиплексор 22 сначала к общей шине, д) ключ 23 аналоговый — одна четверть при этом конденсатор 21 через аналоговый корпуса микросхемы 590КН5: ключ 23 отключен от коллектора транзистое) резисторы 2. 3. 4, 16 — С2 — 29В. 26,7 35 ра 15, а затем подключением конденсатора

17 через аналоговый мультиплексор 22 к ж) резистор 8 — С2 — 29В, 13,3 кОм ": эмиттеру транзистора 15, при этом конден+01о/, /О, сатор 21 через аналоговый ключ 23 подклюз) резистор 13 — С2 — 29В, 6,19 кОм - чен к коллектору транзистора 15, 0 5"/ 40 Полученные в результате этих операций на и) конденсатор 17 — К52-1Б, 6,8 мкФ + выходе детектора значения XM и Хд делятся

+. 20%; вручную для получения значения Ка. Код на к) конденсатор 21 — К10-17, 1500 пФ + шине управления 25, соответствующий это+ 5%. му режиму принимает значение Ap=A=O, Возможна реализация и в виде гибрид- 45 А =1 (измерение Х ), а затем Ap=A=1, A>=0 ной интегральной микросхемы на следую- (измерение Хд). щих бескорпусных элементах: Режим косвенного измерения коэффиа) операционные усилители 6, 9„20— Хм микросхемы Б140УД17А: циента амплитуды К = осуществляется х б) транзисторы 11, 12, 14, 15 — две мик- 50 циклическим подключением(с помощью соросхемы Б129НТ1В; . отвествующих кодов на управляющих входа в) диоды 5, 7, 10, 19 24 — переходы кол- 25) конденсатора 17 через аналоговый мульлектор-база микросхем Б129НИ1В в диод- типлексор 22 сначала к общей шине, при ном включении; этом конденсатор 21 через аналоговый ключ г) мультиплексор 22 аналоговый —, одна 55 23 отключен oT коллектора транзистора 15, микросхема Б590КН6; а затем подключением конденсатора 17 чед) ключ 23 аналоговый — микросхема рез аналоговый мультиплексор 22 к эмиттеру транзистора 15, при этом конденсатор 21 е) матрица тонкопленочный резистор 2, через аналоговый ключ 23 подключен к ко,"3, 4, 8, 13, 16 - по технологии предприятия; ...лектору транзистора 15. Полученные в ое1781640

12 зультате этих операций на выходе детектора згачения XM и Хд делятся вручную для получения значения Ку, Код на шине управления 25, соответствующий этому режиму принимает значение AO=A=O, А1=1 (измерение Хм), а затем A0=A»1. A=O (измерениеХср).

Рассмотрим подробнее работу детектора при измерении среднеквадратического значения Хд переменного напряжения, Преобразуемое напряжение с входа 1 (см.фиг.) поступает на формирователь модуля (элементы 2,3,4,5,6,7,8), с выхода которого напряжение, пропорциональное модулю входного сигнала. подается на логарифмический . усилитель (элементы

2,8,9,10,11,12,13). На выходе логарифмического усилителя формируется напряжение, пропорциональное удвоенному логарифму входного напряжения,Это напряжение поступает на антилогарифмический усилитель, осуществляющий и операции вычитания и усреднения (элементы 14, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24), причем канал X> — Х мульти- плексора 22 открыт, канал Хо-Х аналогового ключа 23 открыт. В результате средйеквадратическое значение напряжения Хд на выходе 18 равно среднеквадратиЧЕСКОМу НаПряжЕНИЮ Х1скз На ВХОДЕ 1, умноженному на коэффициент передачи К1, с учетом напряжения смещения нуля U«от температурного и временного дрейфа трех операционных усилителей 6. 9, 20, Хд = К1 Х1скз + 0см

Диоды 5, t0, 19 обеспечивают устранение обратной полярности сигналов. Резистор 13

: и конденсатор 21 обеспечивают устойчивую работу логарифмирующего и потенцирующего (антилогарифмирующего) усилителей в режиме, когда конденсатор 17 соединен с эмиттером транзистора 15, Усреднение сиг. нала производится RC-фильтром (резистор

16, конденсатор 17). Каквидно из описания данного режима детектор работает по методу неявного вычисления с использованием преобразования "логарифм-антилогарифм" (процесс умножения и деления заменен процессом сложения и вычитания предварительН0 прологарифмированных сигналов), Рассмотрим работу устройства при измерении средневыпря млен ного значения

Хср переменного напряжения.

Преобразуемое напряжение с входа 1 постуйает на формирователь модуля (элементы 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, см. фиг.), с выхода которого напряжение, пропорциональное модулю входного сигнала, подается на логарифмический усилитель (элементы 2, 8, 9, 10, 11, 12, 13); На выходе логарифмического усилителя формируется напряжение. пропорциональное удвоенному логарифму входного напряжения. Это напряжение поступает на вход усилителя для вычисления удвоенного антилогарифма и усреднения, 5 Это элементы 14, 15, 16, 17, 19. 20, 22, 24, причем канал Xp-X мультиплексора 22 открыт, сопротивление его равно нулю, канал

Хо Х аналогового ключа 23 закрыт, сопротивление его мегаомы, Операция вычитания

10 отсутствует, т,к. конденсатор 17 соединен с коллектором транзистора 15. Резистор 13 и конденсатор 17 обеспечивает устойчивую работу. Усреднение сигналов производится

RC-фильтром (резистор 16, конденсатор 17).

15 В результате среднее значение нап ряжения

Хср на выходе 18 выражается формулой, Х1скз о, Хср .Kt 1 111 — «

Работа устройства при измерении амп20 литудного (пикового) значения Хм переменного напряжения протекает аналогично режиму среднего значения, но операция усреднения сигнала исключена, т,к. открыт другой канал Xz — Х мультиплексора 22, бла-25 годаря чему потенцирующий (антилогарифмирующий) усилитель заряжает конденсатор 20 через диод 24 до амплитудного (пиковото) значения

XM =- К 1,414 Х)скз + Осм

30 Во всех режимах измерения Ki ймеет одну и ту же величину. Во всех режимах измерения U«имеет одну и ту же величину о и знак.

Таким образом, объект по сравнению с

35 прототипом позволяет расширить функциональные возможности путем косвенного измерения коэффициента формы, коэффициента амплитуды, коэффициента усреднения, Объект функционирует в трех режимах:

40 а) в режиме косвенного измерения коэффициента формы К,р = Это достигаХ

Хср ется циклическим подключением с помощью соответствующих кодов на управ45 ляющих входах первого конденсатора через аналоговый мультиплексор сначала к эмиттеру четвертого транзистора. при этом второй конденсатор через аналоговый ключ подключен к коллектору четвертого транзи50 стора, а затем подключением первого конденсатора через аналоговый мультиплексор к коллектору четвертого транзистора, при этом второй конденсатор через аналоговый ключ отключен от коллектора четвертого транзистора, Полученные тем самым на выходе устройства значения Хд и Хср делятся оператором для получения значения Кф; б) в режиме косвенного измерения коэффициента амплитуды К, =- — - . Это дох„

Хд

-1781640 стигается циклическим подключением(с по- ния. Несмотря на относительную погрешщ ю соответствующих кодбв на уй аМя- нбЫть составляющих Хд, X ð, Х, достигаюющих аходах) первого конденсатора через щую 5% в худшей точке диапазона (внизу аналоговый мультиплексор сначала кобщей шкалы измерения) относительная погрешшине, при этом второй конденсатор через 5 ность К, Кф, Ку не превышала 1%, т.е. достааналоговый ключ отключен от коллектора точно высока в температурном диапазоне от четвертого транзистора, а затем подключе- минус 40 до плюс 50 С. нием первого конденсатора через аналого- Формула изобретения вый мультиплексор к эмиттеру четвертого Среднеквадратичный детектор, содертранзистора, при этом второй конденсатор 10 жащий входную шину, подключенную к перчерезаналоговый ключ подключен кколлек- вому выводу первого резистора и через тору четвертого транзистора, Полученные второй резистор — к первому выводу третьтем самым на выходе устройства значения егорезистора,анодупервогодиодаиинверХ и Ху делятся оператором для получения тирующего входу первого операционного значения К, 15 усилителя, выход которого соединен с катав) в режиме косвенного измерения ко- дом первого диода и анодом второгодиода, Ю эффициента усреднения К м Это о- катод котоРого подключен к втоРомУ выводУ

У Хср то до третьего резистора и через четвертый резистигается циклическим подключением (с стор к второму вь! воду первого резистора и помощью соответствующих кодов на управ- 20 инвертирующему входу второго операционляющих входах) первого конденсатора че- ного усилителя, соединенному с катодом рез аналоговый мультиплексор сначала к третьего диода и коллектором первого транобщей шине, а затем к коллектору четверто- зистора и — р-и-типа. база которого подклюго транзистора, при этом в обоих циклах чена к общей шине эмиттер к базе и данного режима второй конденсатор через 25 коллектору второго транзистора л-р-и тианалоговый ключ отключен от коллектора па, эмиттер которого соединен через пятый четвертого транзистора. Полученные тем резистор с выходом второго операционного самым на выходе устройства значения Хм и усилителя и непосредственно с анодом

Х ср делятся оператором для получения зна- третьего диода и эмиттером третьего транчения Ку. О целесообразности определения 30 зистора n— - р-п-типа, база которого подклюКф, К>, Ку именно таким образом свидетель- чена к его коллектору и эмиттеру четвертого ствует высокая точность косвенных измере-" транзистора п-р-п-типа, база которого соений Кф, К, Ку, Объект позволяет обеспечить динена с общей шиной, коллектор через шевысокую точность использованием одних и стой резистор — с первым выводом первого тех же элементов в режимах детектирования 35 конденсатора и выходом среднеквадратичсреднеквадратического, средневыпрямлен- ного детектора и непосредственно с анодом ного, амплитудного значения, в каждом из четвертого диода и инвертирующим входом указанных режимов погрешность может быть третьего операционного усилителя, выхо х д значительной, но напряжение смещения нуля которого подключен к катоду четвертого дина выходе и нелинейность коэффициента пе- 40 ода и первому выводу второго конденсаторедачи имеют одну и ту же величину и знак, ра, при этом неинвертирующие входы вследствие чего при делении (косвенном из- операционных усилителей подключены к мерении Кф, К, Ку) происходит компенсация, общей шине, отличающийся тем, что, обеспечивающая высокую точность. с целью расширения функциональных возМногофункциональность делает целесооб- 45 можностей, введены аналоговый мультиРазным исполнение устройства в виде гибрид- плексор, аналоговый ключ, пятый диод и два ной или монолитной интегральноймикросхемы. управляющих входа, причем выходы аналоИзготовлен и испытан макет объекта, говых мультиплексора и ключа подключены реализованный на базе серийных операци- к вторым выводам соответственно первого онных усилителей 1401УД2А, микросхем 50 и второго конденсаторов, первый, второй и

159НТ18, диодов 2Д522Б, мультиплексоре третий информационные входы аналогового и ключе 590 серии микросхем, резисторах мультиплексора подключены к аноду четС2 — 29В, конденсаторах К52-1Б и К10-17, вертого диода, эмиттеру четвертого транзиПри подаче на вход переменного напряже- стора и общей шине соответственно, ния обеспечивались измерения по общему 55 первый и второй входы управления — к соотвыходу среднеквадратического, средневып- ветствующим управляющим входам средне- рямленного, амплитудного значений, что квадратичного детектора, выход которого обеспечило точные косвенные (расчетные) подключен к катоду пятого диода, анод коизмерения коэффициента формы, коэффи- торого соединен с выходом третьего операциента амплитуды, коэффициента усредне- ционного усилителя, анод четвертого диода

16

1781640

Составитель В.Рыжов

Техред М,Моргентал

Редактор С,Купрякова

Корректор Л.Лукач

Заказ 4273 Тираж " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 соединен с информационным входом аналогового ключа, вход управления которого подключен к первому входу управления аналогового мультиплексора.