Устройство для измерения переменногонапряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистнческих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 110777 (21) 2506429/18-21 (51)м. ИЛ.З

6 01 и 19/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

С.CCP по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.0631. Бюллетень N9 21 (53) УДМ 621. 317..32(088.8) Дата опубликования описания 07.0681 (72) Авторы изобретения

Д.Г. Левченко, В.И. Пушкарь, Н.И. Невмержицкий и В.А, Каплин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике и может быть использовано, например, в переносных приборах высокого класса точности для измерения переменных напряжений.

Известны измерительные устройства, содержащие усилитель, диодный выпря- митель и выходную нагрузку (индикаторный прибор), у которых диодный выпрямитель и нагрузка включены в цепь параллельной или последовательной отрицательной обратной связи (GOC) . (11 и (2). При этом увеличивается линейность измерительной ха- 15 рактеристики и повышается ее стабильность при увеличении усиления усилителя и глубины обратной связи. Однако в известных устройствах увеличение коэффициента усиления и глуби- 20 ны обратной связи ограничены неустойчивостью усилителей. Применение для этих целей операционных усилителей с большим коэффициентом усиления затруднено в переносных измерительных приборах из-эа неэкономичности их питания и из-за малого вход, ного сопротивления при глубокой параллельной отрицательной обратной связи (ООС). В связи с изложенным в З0 известных устройствах не удается обеспечить достаточную линейность и стабильность измерительной характеристики.

Из известных измерительных устройств наиболее близким по техни-. ческой сущности к изобретению является устройство, содержащее входной транзистор с динамической нагрузкой в коллекторе, выполненной на транзисторе, инвертирующий усилитель, диодный выпрямитель и индикаторный прибор. Коллектор транзистора — динамической нагрузки подключен к коллектору входного транзистора и к входу усилителя (21. База транзистора — динамической нагрузки соединена с цепями смещения и одним из концов конденсатора, другой конец которого подключен к общей шине. Диодный выпрямитель вместе с индикаторным прибором включен между выходом усилителя и эмиттером входного транзистора. Однако в известном устройстве не удается обеспечить глубину OOC более 200, что обычно недостаточно для обеспечения достаточной линейности и стабильности в приборах вы.сокого класса точности.

836597

Целью изобретения является умень-- шение нелинейности и снижение погрешности при изменении напряжения питания и температуры.

Достигается это тем, что в устройство между выходом усилителя и общей шиной включен делитель напряжения, средняя точка которого соединена с другим выводом конденсатора.

° На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства для измерения переменного напряжения.

Предлагаемое устройство для измерения содержит входной транзистор

1, динамическую нагрузку в его коллекторе, выполненную на транзисторе 1э

2 с цепями смещения на резисторах

3, 4 H его базе, конденсатор 5, подключенный однйм концом к базе транзистора 2, инвертирующий усилитель

6, диодный выпрямитель, состоящий 20 из диодов 7, 8 и резисторов 9, 10, выполненный по мостовой схеме и подключенный между выходом .усилителя б и эмиттером транзистора 1, индикаторный прибор 11, включенный в диапэналь выпрямительного моста, резистор 12, включенный в эмиттер транзистора 1. Между выходом усилителя б и общей шиной включен делитель напряжения на резисторах 13, 14, средняя точка которого соединена с другим выводом конденсатора 5.

Устройство работает следующим образом.

Входное переменное напряжение поступает на базу транзистора 1, выде-ляется после усиления на динамической нагрузке, выполненной в виде транзистора 2 в его коллекторе, и через инвертирующий усилитель б подается на диоды 7 и 8 мостового 40 выпрямителя. Выпрямленный ток поступает через индикаторный прибор 11 и резисторы 9, 10 в эмиттер транзистора 1. На резис".оре 12 формируется напряжение отрицательной обратной 45 связи путем противофазного суммирования выпрямленного тока в отдельные полупериоды. Переменное напряжение со средней точки делителя на резисторах 13, 14 подается. через конденсатор 5 на базу транзистора

2 и увеличивает величину динамического сопротивления. При этом происходит нейтрализация нелинейности и нестабильности выпрямительной характеристики.

Нетрудно показать, что выпрямленный ток, протекающий через индикаторный прибор 11, равен (()з„) „Кь К„р Р К К +(1-К К 1 ф +И +(R„+R )q), где к =, 14 к

"Ъ 44

К и К6 — коэффициенты усиления транзисторов

1, 2 и усилителя б соответственно; о И R+ сопротивления ре зисторов 9, 10 и плеч делителя на резисторах 13, 14 соответственно;

Rn - внутреннее сопротивление индикаторного прибора 11;

Р8 — прямое (нелинейное) сопротивление диода 7 (8).

В общем случае зависимость 3 от

IlP

UIIz нелинейна и нестабильна из-за нелинейности и нестабильности Ry.

Если выбрать сопротивление плеч делителя на резисторах 13, 14 так, чтобы 1-К К Д = О, то выражение (1) переходит в следующее: ! вх/ пг д — ° (2)

1о

В этом выражении 3„p не зависит от йд и линейно зависит от Ugq .

Таким образом, изобретение при использовании его для измерения пере- . менного напряжения позволяет существенно уменьшить нелинейность и снизить погрешность при изменении напряжения питания и температуры.

Формула изобретения

Устройство для измерения переменного напряжения, содержащее входной транзистор с динамической нагрузкой

I выполненной на транзисторе, коллектор которого подключен к коллектору входного транзистора, база подключена к цепям смещения и к одному из выводов конденсатора, инвертирующий усилитель, вход которого подключен к коллектору входного транзистора, а выход - к одному из входов диодного выпрямителя, другой вход которого соединен с эмиттером входного транзистора, на выходе -выпрямителя включен индикаторный прибор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения нелинейности и снижения погрешности при изменении напряжения питания и температуры, между выходом усилителя и общей шйной включен делитель напряжения, средняя точка которого соединена с другим выводом конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Волгин Л.И. Линейные Электрические преобразователи для измерительных приборов и систем, - М. . Советское радио, 1971, с. 150.

2. Вопросы улучшения технических параметров выпрямительных и транзисторных приборов.-Сб. материалов

II Всесоюзной НТК по измерительным приборам ВНИИЭП. — JI ° ; 1970, с. 121 (прототип).

836597

Составитель Н. Дьякова

Редактор Е. Гончар Техред Т. Маточка Корректор И. Демчик 6

Заказ 3109/35 Тир.аж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная 4.