Линейный преобразователь действующего значения напряжения

 

Союз Советеииз

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»741167

/"— (6! ) Дополнительное н авт. саид-ву— (22) Заявлено 300378 (21) 2608424/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 R 19/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1 0680- Бюллетень ¹ 22 (53) УДК 621 317 3 (088.8) Дата опубликования описания 1 806.80 (72) Авторы изобретени я

B.C. Попов, A.Ä.Äæàíãoçèí и И.Н.Желбаков (71) Заявитель (54) JIHHEAHbIA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙС 1ВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ вого транзистора, инвертирующий усилитель, включенный между истоком второго полевого транзистора и входной клеммой фильтра низких частот (2). для практического использования известного устройства принципиально необходимо двухполупериодное выпрямление измеряемого переменного напряжения. Указанное обстоятельство обусловливает значительную сложность схемы и приводит к появлению дополнительной погрешности преобразования, определяемой погрешностями выпрямителя.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при построении аналоговых и цифровых вольтметров переменного тока.

Известен линейный преобразователь действующего значения напряжения, выполненный по автокомпенсационному методу минералиэации и содержащий блоки суммирования и вычитания, связанные с блоком перемножения, выход которого соединен с интегратором (1).

Недостаток известного устройства заключается в ограниченном динамическом диапазоне выходного напряжения, поскольку на входе интегратора производится сравнение квадратов входного и выходного напряжений.

Более близким техническим решением20 к данному изобретению является линейный преобразователь действующего значения напряжения, содержащий поле-вые транзисторы, затворы которых соединены друг с другом, первый и второй25 резисторы, подключенные одним.иэ выводов к истокам соответственно пер- . вого и второго полевых транзисторов, усилитель разбаланса, включенный между истоком и затвором первого none-Ig

Целью изобретения является упрощение линейного преобразователя действующего значения напряжения и повышение точности преобразования. для достижения поставленной цели в линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения, содержащий полевые транзисторы, затворы которых соединены друг с другом, первый и второй резисторы, подключенные одним из выводов к истокам соответственно первого и второго полевых транзисторов, усилитель разбаланса, включенный между истоком и затвором первого полевого

Московский ордена Ленина энергетический институт

741167 транзистора, инвертирующий усилитель, включенный между истоком второго полевого транзистора и входной клеммой фильтра низких частот, введены третий резистор и дополнительный инвертирующий усилитель, причем третий резистор включен между истоком первого полевого транзистора и входной клеммой преобразователя, связанной со стоком второго полевого транзистора, дополнительный инвертирующий усилитель включен между другим выводом первого резистора и выходной клеммой фильтра низких частот,связанной со стоком первого полевого транзистора, а другой вывод второго резистора соединен со входной клеммой фильтра низких частот.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Линейный преобразователь действующего значения напряжения содержит усилитель разбаланса 1, инвертирующий усилитель 2, фильтр низких частот 3, полевые транзисторы 4, 5, инвертирующий усилитель б и резисторы

7-9. Усилители 1,2 и 6 - операционные.

Работа устройства происходит следующим образом.

На вход усилителя разбаланса 1 через сопротивление канала полевого транзистора 4 и, параллельно соединенный с ним инвертирующий усилитель 6 с резистором 8 поступает постоянное напряжение U8 с выхода фильтра низких частот 3. На этот же вход усилителя разбаланса 1 через резистор 7 подается входное переменное напряжение "1Вх:(t) . Выходное напряжение усилителя разбаланса 1 вызывает модуляцию сопротивления канала полевого транзистора 4 и одно- временно изменяет сопротивление канала полевого транзистора 5.

Формула изобретения

Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения, содержащий полевые транзисто®О ры, затворы которых соединены друг с другом, первый и второй резисторы, подключенные одним из выводов к истокам соответственно первого и второго полевых транзисторов, усилитель раз55 баланса, включенный между истоком и затвором первого полевого транзистора, инвертирующий усилитель, включенный между истоком второго полевоrо транзистора и входной клеммой щ фильтра низких частот, о т л и ч а ю— шийся; .тем, что, с целью упрощения и повышенйя точности преобразования, в него введены третий резистор и дополнительный инвертируюу5 щий усилитель, причем третий реСвязь величины модуляции сопротивления канала полевого транзистора 4 с величинами поступающих входного напряжения Ugy (t) и напряжения U8»„ с фильтра низких частот 3 можно определить иэ следующего уравнения:

68 + (1в»х 6 = О (1.)

М 7 ВыХ 8 где С - проводимость канала полевого транзистора 4, С и С -проводимости резисторов

7и8.

В

Из уравнения (1) следует, что

С О V (ex.(t (2) () выл.

Так как на вход инвертирующего усилителя 2 через канал полевого транзистора 5 поступает также входное переменное напряжение и () то на выходе этого усилители имеет место напряжение U«величина кото. рого определяется из следующего уравнения:

61 В (") (3) где С - проводимость канала полевого транзистора 5, G9 — проводимость резистора 9.

Проводимости каналов полевых транзисторов, размещенных в одном кристалле, одинаковы, т.е. G = G поэтому, подставляя значение G из уравнения (2) в уравнение (3), получим:

v = -U, (ь(G 03к. t G

6 Пв(, С (4)

После усреднения напряжения U< фильтром низких частот 3 эа период

Т имеем:

2O v, „= J и, аь = — — )и,„(ь(Ы,(ь, 1 1

Т, 1, й.. (, о С, (1 ьых первое слагаемое в уравнении (5)

35 соответствует нулю, так как входное напряжение является переменным. В с связи с этим можно записать, что

u c ° (б)

В((к 0

30 Ононначнн я (< = K, онончально получим:

-" (((,„()с(. (7)

Таким образом, выходное напряжение фильтра низких частот и всего преобразователя пропорционально действующему значению входного напряжения, Устранение из схемы выпрямителя, gp а также введение в нее инвертирующего усилителя 6 и резистора 7 позволило упростить устройство и исключить из конечного результата преобразования погрешности выпрямления, 741167 ь

ык

Составитель Л.Морозов

Техред Ж.Кастелевич. Корректор E. Папп

Редактор Л.Новожилова

Заказ 3196/45 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раужская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 эистор включен между истоком первого полевого транзистора н входной клеммой преобразователя, связанной со стоком второго полевого транзистора, дополнительный инвертирующий усилитель включен между другим выводом первого резистора и выходной клеммой фильтра низких частот, связанной со стоком первого полевого транзистора, а другой вывод второго резистора соединен со входной клеммой фильтра низких частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Волгин Л.И. Измерительные

5 преобразователи переменного напряжения в постоянное.М., Советское радио, 1977, с. 165-166, 2. Авторское свидетельство СССР

9431459, кл, G 01 R 19/02, 1972.