Модулятор напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеатскнк

Социалнстнчвскнк

Респубпнк

<»875558 (51) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 15,03, 76 (21) 2333494/24-21 (51) М. К, . с присоелнненнем заявки МН 02 М 3/315

f1 02 И 3/335

1оеудерспкиньМ кеинтет

СССР по делам изобретение и открытнй (23) ПриоритетОпубликовано 23. 10. 81. Бюллетень Мв 39

{5З) УДК б21.314..,1 (088.8) Дата опубликования описания 25 . 1 О. 8 1 (72) Авторы изобретения

10,Г. Толстов, A.Â. Наталкин, С.Г, Забровс1 и А.М. Холоколкии

Государственный научно-исследовательский э институт им. Г.11. 1(ржижановского (7l) Заявитель (54) МОДУХИТОР 11ЛЛРЯжВНИЯ

1Î

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к модуляторам напряжения с гальванической развязкой входа и выхода и может быть использовано в качестве датчиков в системах регулирования, измерения. и контроля в различных электротехнических устройствах, а также в высоковольтных статических преобразователях.

Известны модуляторы напряжения с гальванической развязкой входного и выходного сигналов.

Один из иввестных модуляторов

IS содержит входной трансформатор„первичная обмотка которого подключена к выходу, генератора модулирующего напряжения, вторичная обмотка трансформатора через коммутирующие элементы, выполненные на транзисторах, подключена к первичной обмотке выходного трансформатора, средняя точка которого через источник модулируемоro напряжения подключена к эмиттерам. транзисторов (1 1.

Недостатком данного устройства . является низкий КПД, точность и tto-. лоса пропускания вследствие влияния индуктивности и емкости обмоток трансформатора, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является модулятор напряжения, содержащий источник модулирующего напряжения со средней точкой, парафазные выходы которого через вантильные элементы подключены к парафазным входам первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которогс через демодулятор подключена к выходным клеммам (2).

Недостатками известного устройства являются низкая точность, большие искажения выходного сигнала, обусловленные влиянием индуктивностей намагничивания и межвитковых емкостей

875558 выходного трансформатора на величину и форму..передаваемого сигнала.

Цель изобретения — уменьшение искажений выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в модулятор напряжения, содержащий источник модулирующего напряжения со средней точкой, парафазные выходы которого через вентильные элементы подключены к парафазным !о входам первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через демодулятор подключена к выходным клеммам, введен транзистор, коллектор которого соединен со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, база подключена к средней точке источника модулирующего напряжения и одной входной клемме, а эмиттер соединен с дру — gp гой входной клеммой.

Иа фиг.l представлена принципиальная электрическая схема устройства, позволяющая передать с входа на выход сигнал одной полярности на фиг.2- 25

Р схема включения элементов устройства для передачи сигнала другой полярности на фиг.3 — схема устройства, позволяющая передать знакопеременный сигнал.

Иодулятор напряжения содержйт источник 1 модулирующего напряжения со средней точкой 2, парафазные выходы 3 и 4 которого через диоды 5 и 6 подключены к парафазным,.входам

7 и 8 первичной обмотки 9 выходного трансформатора 10, вторичная обмотка

11 которого через демодулятор I 2 подключена к выходным клеммам 13 и 14. Средняя точка 15 первичной обмотки трансформатора 1О через коллекторно-базовый переход транзистора 16 соединена с одной входной клем" мой 17 модулятора и средней точкой

2 источника 1 модулирующего напря45 жения, Другая входная клемма 18 подключена к эмиттеру транзистора 16.

Демодулятор 12 выполнен, например на диодах 19 и 20, образующих двух= полупериодный выпрямитель, выход которого через ограничивающий резистор 21 подключен к выходным клеммам

13 и 14.

Входные клеммы 17 и 18 модулятора подключены к выходу источника 22 модулируемого напряжения, например 55 выходу высокоомного делителя.

Иодулятор работает следующим обра зом °

При отсутствии сигнала на выходе источника 22 модулируемого напряжения транзистор 16 и.диоды 5 и 6 закрыты, сигнал на выходе демодулятора 12 отсутствует.

При посту11лении на входные клеммы

17 и 18 модулятора сигнала, откры-. вающего транзистор 16, напряжение источника модулирующего напряжения поочередно, с частотой источника

I, через диоды 5 и 6 и обмотку 9 трансформатора 10 будет прикладываться к переходу коллектор-база транзистора !6, создавая постоянный ток1 равный (с точностью до коэффициента передачи по току трайзистора 16 ) входному току модулятора.

При этом переменный ток, протекаюUlHH по обмотке 9, с частотой источника 1, будет трансформироваться во вторичную обмотку 11 трансформатора

10 и выпрямляться диодами !9 и 20.

Таким образом, через резистор 21 будет протекать постоянный ток, равный входному току модулятора, а напряжение на выходе демодулятора будет пропорционально этому току, и, следовательно, напряжению на входе модулятора.

Аналогично работает транзистор

16 и трансформатор 10 при другой полярности напряжения на входе модулятора (фиг.2).

Так как транзисторы 16 модулятора оказываются включенными по схеме с общей базой, они работают в режиме источника тока, величина которого определяется только входным сигналом модулятора и не зависит от амплитуды напряжения источника 1 модулирующего напряжения, что исключает также влияние падения напряжения на диодах

5 и 6 и 19 и 20 на точностьеизмерения. Влияние падения напряжения на базе-эмиттерных переходах транзисторов 16 также мало, так как сопротивление резисторов плеч делителя обыч- но велико и его можно с большой точностью распматривать как источник тока.

Поскольку выходные трансформаторы

10 подключены к выходу мощного источника модулирующего напряжения, а не к выходу делителя с большим внутренним сопротивлением, то влияние гндуктивностей намагничивания и межвитковых емкостей. трансформаторов

10 на величину и форму передаваемого

;: делителя напряжения незначительно.

875558

Мощность, потребляемая модулятором от источника модулирующего напряжения, определяется напряжением на выходе источника 1 и входным током модулятора, т.е. она пропорциональна напряжению на входе модулятора.

При отсутствии входного сигнала модулятор практически не потребляет мощности.

При включении модулятора для пере- t0 дачи разнополярного входного сигнала (фиг.З) используются два трансформатора и два транзистора разного типа проводимости, база-эмиттерные переходы которых включаются параллельно.

Выходы демодуляторов соединяются параллельно или последовательно.

При последовательном соединении резисторы 2! должны быть включены парадлельно выходу демодулятора.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность работы модулятора за счет искаючения влияния амплитуды напряжения источника модулирующего напряжения на величину выходного сигнала модулято,ра.

Формула изобретения

Модулятор напряжения, содержащий источник модулирующего напряжения со средней точкой, парафазные выходы которого через вентильные элементы подключены к парафазным входам первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через демодулятор подключена к выходным клеммам, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения искажений выходного сигнала, в него введен транзистор, коллектор которого соединен со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, база подключена к средней точке источника модулирующего напряжения и одной входной клемме, а змиттер соединен с другой входной клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Калинчук Б.А., и Пичугин О.А.

Модуляторы малых сигналов. Л., "Энергия", !972, с.99, рис.4-36.

2. Там же, с. 66, рис. 3-5.