Транзисторный вольтметр постоянного тока с высоким входным сопротивлением

 

22II6I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Союз Советскнз

Сонизлнстнческиз республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ОЗЛЧ.1967 (№ 1146208/26-10} с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 01.VII.1968. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 18.IХ.1968

Кл. 21е, 36/01

МПК G 01г

УДК 621.317.725(088.8) Коотнтет ое делов изооретений н открытий нри Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. М. Кейн

Высшее авиационное училище гражданской авиации

Заявитель

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ВОЛЬТМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА

С ВЫСОКИМ ВХОДНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

Известны транзисторные вольтметры постоянного тока с высоким входным сопротивлением, содержащие нелинейную полупроводниковую управляемую емкость (варикап), генератор;качающейся частоты, частотный дискриминатор и выходной каскад. Эти вольтметры основаны на преобразовании измеряемого напряжения в изменение частоты колебаний высокочастотного генератора с последующим обратным преобразованием в напряжение с помощью частотного детектора.

Предлагаемый вольтметр отличается от известных тем, что варикап включен по переменному току в цепь обратной связи генератора с самовозбуждением, а по постоянному току на него подается разность измеряемого и выходного напряжений, последнее из которых пропорционально амплитуде колебаний генератора. Кроме того, генератор с самовозбуждением выполнен на триоде с колебательным контуром в цепи коллектора, индуктивно связанным с мостом из двух индуктивностей и из двух емкостей, Одна из емкостей представляет собой варикап. По переменному току точка соединения емкостей заземлена и средняя точка индуктивностей соединена с базой триода. По постоянному току один полюс варикапа соединен со входом вольтметра, а другой — через источник смещения с выходом амплитудного детектора, на вход которого подаются колебания генератора, и с индикаторным прибором. Такое выполнение вольтметра позволяет уменьшить статическую ошибку и упростить схему.

На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого вольтметра, на фиг. 2 — его принципиальная схема.

Варикап 1 включен в цепь обратной связи

10 генератора 2 так, что при подаче напряжения на вход 8 изменяется глубина обратной связи и амплитуда колебаний генератора 2.

Напряжение выпрямляется амплитудным детектором 4, измеряется индикатором б и по15 дается для компенсации входного постоянного напряжения на второй полюс варикапа 1.

Схема работает следующим образом.

Входное измеряемое напряжение через фильтр низких частот, состоящий из сопро20 тивления б и емкости 7, подается на одну клемму варикапа 1, в качестве которого можно использовать плоскостной кремниевый диод. Варикап включен в плечо моста, образованного индуктивностями 8, 9 и емко25 стями 7, 10. Через этот мост осуществляется положительная обратная связь в генераторе незатухающих колебаний на триоде 11. Частота колебаний определяется настройкой контура 12 в коллекторе триода. Колебания зо генератора с дополнительной обмотки 13 по221161

10 з даются на базу детекторного триода !4. При изменении амплитуды колебаний меняется ток, проходящий через триод 14 и потенциал точки А, к которой присоединен индикаторный прибор 5. Одновременно эта точка через источник смещения 15 соединена со второй клеммой варикапа 1 так, что на него действует разность входного (измеряемого) и выходного напряжений схемы.

При отсутствии входного напряжения амплитуда колебаний генератора регулированием емкосчи 10 устанавливается такой, чтобы потенциал в точке А был равен нулю.

Варикап 1 заперт смещением от источника 15.

При подаче,на вход отрицательного напряжения емкость варикапа 1 увеличивается, что ведет к увеличению разбаланса моста обратной связи и нарушению условия баланса амплитуд в генераторе. Амплитуда колебаний и соответственно коллекторный ток триода 14 увеличиваются, и в точке А появляется отрицательное напряжение. Когда это напряжение станет равно входному, разность потенциалов на клеммах варикапа снова станет равной напряжению смещения, баланс амплитуд,в генераторе восстановится, и изменение амплитуды колебаний прекратится. При этом индикаторный прибор 5 будет показывать напряжение, равное входному.

При положительной полярности входного напряжения амплитуда колебания генератора уменьшается, и коллекторный ток триода

14 падает, что ведет к появлению в точке А положительного напряжения, равного входному, В процессе работы схемы:варикап 1 всегда заперт напряжением смещения от источника

15, так что входная цепь прибора практически не потребляет тока. Входное сопротивление вольтметра зависит только от качест15

40 ва варикапа и может быть увеличено неограниченно.

Для уменьшения температурной погрешности емкость 10 целесообразно также заменить варикапом. При этом изменения температуры будут одинаково действовать на соседние плечи моста и не вызовут дополнительного разбаланса. Для установки нуля на выходе схемы при нулевом входном напряжении целесообразно регулировать смещение, подаваемое на этот варикап.

Предмет изобретения

1. Транзисторный вольтметр постоянного тока с высоким входным сопротивлением, основанный на использовании зависимости емкости р — п-перехода от приложенного напряжения, содержащий следящую систему, варикап и генератор с самовозбуждением, отличающийся тем, что, с целью уменьшения статической ошибки и упрощения схемы, варикап включен по переменному току в цепь обратной связи генератора с самовозбуждением, а по постоянному току на него подается разность измеряемого и выходного напряжений, последнее из которых пропорционально амплитуде колебаний генератора.

2. Вольтметр по п. 1, отличающийся тем, что в нем генератор с самовозбуждением выполнен на триоде с колебательным контуром в цепи коллектора, индуктивно связанным с мостом из двух индуктивностей и двух емкостей, одна из которых представляет собой варикап, причем по переменному току точка соединения емкостей заземлена, средняя точка индуктивностей соединена с базой триода, а по постоянному току один полюс варикапа соединен со входсм вольтметра, другой — через источник смещения с выходом амплитудного детектора, на вход которого подаются колебания генератора, и с индикаторным прибором.

221161

Э

Ау

Редактор П. Шлайн Текрсд А. А. Камышникова Корректор Л. В. Наделяева

Заказ 2693/19 Тираж 530 Подписное

ЦКИИГ!И Комитета по делам изобретепий и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2