Способ квадратичного выпрямления
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«iI 47 I 544
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 21.06.73 (21) 1935066/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет—
Опубликовано 25.05,75. Бюллетень 4 19
Дата опубликования описания 26.12.75 (51) М. Кл. 6 01г 19/22
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.7 (038.8) (72) Авторы изобретения
Ю. А. Пасынков и И, А. Соболева
Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ КВАДРАТИЧНОГО ВЫПРЯМЛЕНИЯ
Изобретение относится к области езмержтельной техники и .может быть использовано для измерения .действующих значений токов, напряжений и мощности.
Известен способ, квадратичного вып рямления, основанный на ограничении относительно,нуля суммы двух сигналов, из которых
Один треугольной формы, а другой входной, с последующей фильтрацией iH выч|итанием постоянной составляющей, равной четверти амплитуды треутольного сигнала.
Такой опособ,квадратичного выотрямления, именуемый способом умножения на треугольных сигналах,,используется при таком режиме, когда частота сигнала треугольной формы больше частоты входного сигнала. Это условие сужает частотный, диапазон входного сигнала, что является )недостатком известного. способа .квадратичного выпрямления.
Цель изобретения — расптирение частотного диапазон а квадратичного вьтп рямления в областывысожих частот.
Это достигается тем, что частоту треугольного сигнала выбирают Быке частюты входБого сна нала.
На фиг. 1 изображена блок схема устройства для осуществления предлагаемого способа; ка фит. 2 — временные диаграммы, поясняющие способ квадратичного выпрямления.
Генератор 1 треугольных сигналов (см, фиг. 1) соед и нен со входом ограничителя 2, второй вход которого соединен с источником входного сигнала U,„. Выход опраничителя
5 2 соединен со входом суммирующего усилителя 8, второй вход которого соединен с источником постоянного сигнала Up. Выход усилителя 8 соединен со входом фильтрующего устройства 4.
Работа блок-схемы устройства происходит следующи,м образом.
Сигнал треугольной формы с генератора
1 треугольного напряжения и входной сигна"
U„. подаются на ограничитель 2, который ограничивает сумму этих сигналов на нулевом уровне. Входной ситнал ограничителя 2 суммируется,на усилителе 8 с постоянным сигналом Up, п ротивоположным IIIO знаку выходному сигналу ограничителя.,Выходное на20 пряжение усилителя 8 поступает на фильтрующее устройство, где и .выделяется,постоянный сигнал, пропорциональный,квадрату дей. ствующего значения,входнюго ситнала.
Для .вьвода, значения постоянной составляющей сигнала на выходе квадратичного выпрямителя,:предполагают, что входной сигнал имеет синусоидальную форму U„® =
= У„з1п а/, а треугольный сипнал имеет;период Т и аналитическое выражение У ®=
4 1 44 — р (г.--(!.,р ).
А у
Ъ
Т
= о I! — -, -1. Необтолгьгое условие работы выпрямителя:
Т
2А
Согласно условиям квадратичного;выпрямления необходимо сложить Ui,(t) и U,(t), ус(реднить лположительные (отрицательные) знагчсния су(ммы,и .вычесть (прибавить)
/4 А от!
На ф(иг. 2 даны Ui (t), — Ui (t) и U(t).
Здесь (Ц,(t) -+ U, (t)) ) О лежит выше прямой (— Ui,(t)). На отрезке времени ОО это будут участки U,. (t), обозначенные через
S», Sl2, S„, а на отрезке ОТ вЂ” суммы участков (S2 + уз1) + (у2 + рз2) + ... — (- (S2 + S„;), г
Т/2 где S = (U,.(t)dt.
Из чертежа та(кже.вид(но, что
А? ", U .айй
4 8з; —;- S4;, где и и! аT
i л
Из !фиг. 2 также следует, что ф1е(= Sl г, г 4! — S4; а 1! + S4! — Ss — а 11 + S4гl.
Выражение для среднего .значения,сигнала U,„„.,ð при;данном способе (квадратично;го выпрямления (произ!ведены упрощения с и(спользованием п(риведенных соотношений) nm т (у„,. „= — рв; —,— y (s. + Is Л
i=1 i=1
=- а, +ps,— $ is.;(!
=1 i=1 i=1 т т 1 т
= — g s „ iQ s„= — 2 Q s„.
i=1 1=1 1=1
Таким образом постоянная составляющая
Up,>z,,р 1пРопоРциональна Удвоенной сУмме участков Sl;, деленной на период Ui,(t).
1 ля оп(ределения значения U„„,,ð находят,площадь Sl;. Если n„, достаточно велико, то для упрощения вычислений считают, что
Ui,(t) меняется ступенчато в моменты начала очередного периода U,. (t);ra величину иТ,.
Тогда для Sl; имеют:
5 т а7;
1 . U г 1 . U
S1; == — are sin — dU — ) — are sin — dU= аT U т
21! - aT
= — IU - — аТ; аГСSin — — 1I U2 — (а?" )2
Зная значение 510 записывают:выражение
l5 д "я (живых.ср
0 ру,„„, = — — g (UÄ,— — аг„гагс sin г!
/=1
Оценить значение суммы можно путем интегрирования,при,достаточно большом и,„ (n — непрерывная переменная, n„, — ее .верхнее значение). ит аТ
30 U,„,„.,ð — — . ) t Um-- aT„are sin а +
1 U×
+ PU2 — (а ? „.и)- с1ц = — л. л
4 Л т
Таким образом, выходной сигнал пропорционален действующему значению U,.(t), деленному на 4 А,„.
П!редмет изобретения
Способ ивадратичного выпрямления, основанный на ограничении относительно нуля
".уммы двух сигналов, из которых один т(ре45 угольной формы, а другой, входной, с последующей фильтрацией и вычита(нивм постоянной составляющей, равной чепверти амплитуды треугольного сипнала, отличающийся тем, что, с целью расширения диапаз(она .выпрям50 ляемых сигналов в области выcoKHx частот, частоту сигналов треугольной формы выби(рают ниже частоты входного сигнала.
471544
Тираж 902 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
Составитель В. Баганов
Редактор Т. Загребельная Техред М. Семенов Корректор И. Симкина
Заказ 1109/1647 Изд. № 813
