Устройство для измерения напряжения

 

Союз Советских

Социапистичесних

Рвс ублин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ " 900194 (6! ) Дополнительное к авт. санд-вуf 22) Заявлено 07. 04. 80 (2 t ) 2904б37/18-21 с присоединенйем заявки,В

{23)ПрноритетОпубликовано 23 01 ° 82. Бюллетень,яЪ 3

Дата опубликования описани» 25. 01. 82 (з1)М. Кл.

G 01 R 19/00

Ввуларстияяых кенятат

СОВР ве авлаи язоаратекя1 я аткрытяй (53) УДКБ21. 317.

° 7(088. 8) (72) Авторы изобретения

О. П. Корнильев и В. Я. Нарыжный (7l) Заявитель. а (54) YCTPOACTBO QN H3NEPEHNR HAAPRNEHHR

Изобретение относится к промыален" ности средств связи и может быть использовано при построении первичных измерительных преобразователей напря., жений постоянного,синусоидального и импульсного тока в унифицированные напряжения постоянного тока, применяемых в системах автоматизированного контроля телевизионной аппаратуры.

Известно устройство для измерения постоянных напряжений с гальваничес» ким разделением входной и выходной цепей, содержащеЮ во входной цепи двухполупериодный ключевой модулятор, и соединенный с ним последовательно демодулятор обратной связи, выходы которого соединены соответственно с выводами первичных обмоток двух разделительных трансформаторов.

Вт ори чная обмот ка перво1о. разделительного трансформатора последовательно соединена с измерительным усилителем, с которым включен второй

2 демодулятор, выходы которого являются выходом устройства и соединены также со входом модулятора обратной. связи, подключенного Ко вторичной обмотке второго разделительного трансформатора 01 °

Недостатком этого устройства является его сложность, так как необходимы цепи управления ключами модуляторов, сглаживающие фильтры на вы10 ходах демодуляторов, два разделительных трансформатора с отводами от средних точек.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае15 мому результату -является устройство. для измерения постоянных напряжений с гальванической развязкой входных

:и выходных .цепей, содержащее во входной

20 цепи и s цепи отрицательной обратной связи двухполупериодные ключевые транзисторные модуляторы, генератор прямоугольных импульсов, разделитель ный трансформатор и выпрямитель. При

900 !9

25

35

55 этом разделительный трансформатор выполнен с одной первичной и двумя вторичными обмотками, первичная обг мотка трансформатора соединена с выходом входного модулятора, одна из вторичных - со входом выпрямителя, а другая вторичная, выполненная с за земленной средней точкой, подключена к выходу модулятора цепи обратной связи (2).

Однако это устройство имеет сложную электрическую схему, так как для управляющих ключей модулятора и демодулятора, выполненных по двухполупериодным схемам, требуется наличие трансформатора с отводами от средних точек первичной и вторичной обмоток, а также дополнительная обмотка обратной связи, что увеличивает сложность трансформатора и всего устройства.

Кроме того, требуется дополнительный источник питания для цепей, гальванически связанных с входными цепями.

Цель изобретения — упрощение и повышение термостабильности устройства для измерения напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения напряжения, содержащее генератор прямоугольных импульсов, импульсный трансформатор и выпрямитель, введены два встречно включенных диода, конденсатор и два резистора, один вывод первичной обмотки импульсного трансфор-. матора соединен с первой входной клеммой устройства через встречно включенные диоды, другой вывод первичной обмотки соединен со второй входной клеммой устройства и через параллельно соединенные первый резистор и конденсатор подключен к точке соеди не ни я двух вст речно включенных диодов, а выход генератора прямоу гольных импульсов через второй резистор соединен с первым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора и со входом выпрямителя, второй вывод вторичной обмотки соединен с общей шиной генератора прямоугольных импульсов и выпрямителя.

Кроме того, встречно включенные диоды выполнены в виде транзисторов в диодном включении, размещенных на одной подложке.

На чертеже представлена структурная. схема устройст ва.

Устройство содержит, генератор прямоугольных импульсов, импульсный трансформатор 2, выпрямитель 3, два

4 4 встРечно включенных диода 4 и 5, два резистора 6 и 7, конденсатор 8.

В качестве генератора импульсов может быть использован, например, генератор импульсов, выполненный по схе. ме автоколебательного блокинг- генератора.

В качестве трансформатора 2 может быть использован любой импульсный трансформатор.

В качестве выпрямителя может быть использован преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение, выполненный, например, на операционном усилителе, неинвертирующий вход. которого является входом выпрямителя, выход операционного усилителя подключен к аноду диода, катод которого соединен с зат вором полевого транзистора истокового повторителя, исток которого является выходом выпрямителя, и соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, через один резистор с общей шиной, а через другой — с одной шиной питания. При этом сток полевого транзистора подключен к шине питания противоположной полярности, а между катодом диода и общей шиной выпрямителя включен конденсатор.

Первый вывод первичной обмотки трансформатора 2 соединен с одной входной клеммой устройства. Второй вывод первичной обмотки трансформатора 2 через встречно включенные диоды 4 и 5 соединен с другой входной клеммой. Точка соединенИя двух встречно включенных диодов через параллельно соединенные резистор 6 и конденсатор 8 соединенас первым выводом первичной обмотки трансформатора 2.

Выход генератора 1 прямоугольных импульсов через резистор 7 соединен с первым выводом второй обмотки трансформатора и со входом выпрямите. ля 3. Другой вывод второй обмотки соединен с общей шиной генератора импульсов и выпрямителя 3.

В качестве диодов 4 и 5 могут быть использованы любые диоды с идентичными характеристиками, выполненные, например, в виде транзисторов в диодном включении, размещенных на одной подложке, в одной микросборке для обеспечения термостабильности.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала на входе устройства прямоугольные импульсы с генератора 1 поступают через резистор 7 на вход выпрямителя

3. Импульсное напряжение на входе выпрямителя равно падению напряжения на динамическом сопротивлении диода

5.

Длит ель ност ь импульсов, вырабат ываемых генератором 1, берется с уче 0 том параметров импульсного трансформатора 2 и измеряемых сигналов.

Во время действия импульса конденсатор 8 практически не заряжается,так как постоянная времени заряда конденсатора много больше длительности т ймпульса. Резистор 6 обеспечивает полный разряд конденсатора 8 за интервал времени между импульсами.

При подаче на вход устройства измерительного постоянного напряжения соответствующей полярности, конденсатор 8 заряжается через диод 4 до величины, отличающейся от входного

25 напряжения на величину падения напряжения на динамическом сопротивлении диода 4, и закрывает диод 5.

Диод 5 открывается импульсом от генератора 1 большим по амплитуде, чем зо напряжение на конденсаторе на величину падения напряжения на диоде 5.При этом амплитуда импульса на выходах импульсного трансформатора 2 устанавливается равной напряжению на конденсаторе 8 плюс напряжение падения на диоде 4. При равенстве падений напря" жений на прямых динамических сопротивлениях диодов 4 и 5 амплитуда импульсов на выходах трансформатора 4О равна величине входного напряжения.

Это импульсное напряжение преобразуется в постоянное выпрямителем 3 и может быть измерено.

Аналогично происходит преобразова45 ние и измерение переменных и импульсных напряжений, подаваемых на вход устройства, Период следования импульсов генератора 1 выбирается много больше пос50 тоянной времени цепи разряда конденса. тора 8 через резистор 6.

Таким образом, введение в извест-.: ное устройство встречно включенных диодов и конденсатора с резисторами и включение генератора импульсов во вторичной цепи позволило упростить электрическую схему устройства, так как вместо сложных схем управления

94 ключами модулятора и демодулятора, а также самих клю евых модуляторов, использует ся только генератор прямо" угольных импульcoà, выполненный по ,простой схеме. Отпала необходимость включения s первичной цепи источника питания. Кроме того, снижены требо вания к трансформатору, который вместо трех обмоток с отводами от средних точек имеет только две обмотки без отводов.

Все это сократило число необходимых радиоэлементов, упростило конст-1 рукцию и повысило надежность устройства.

Изобретение позволяет снизить стоимост ь аппаратуры,. повысит ь ее надежность за счет того, что вместо устройств для измерения переменных и постоянных напряжений, построенных по известной схеме с модулятором и демодулятором и имеющих сравнительно сложную электрическую схему и конст;; рукцию, можно использовать более простое устройство, имеющее меньшее число радиоэлементов, более компактное и надежное. формула изобретения

1. Устройство для измерения напряжения, содержащее генератор прямо-; угольных импульсов, импульсный трансфор. матор и выпрямитель, о т л и ч а ющ е е с я тем,что,с целью упрощения, в него введены два встречно включенных диода, конденсатор и два резистора, один вывод первичной обмотки импульсного трансформатора соединен с первой входной клеммой устройства через встречно включенные диоды, другой вывод первичной обмотки соединен со второй входной клеммой устройства и через параллельно соединенные первый резистор и конденсатор подключен к точке соединения двух встречно включенных диодов,а выход генератора прямоугольных импульсов через второй резистор соединен с первым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора и со входом выпрямителя, второй вывод вторичной обмотки соединен с общей шиной генератора прямоугольных импульсов и выпрямителя. .2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с целью повышения термостабильности, встречно включенные диоды выполнены в виде транзисторов в диодном включении, размеценных на одной подложке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

900 194

Пат ент США Н 31 30 373, кл. 330-

9, опублик. 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

N 364073, кл. H 03 F 3/38, 1971

s (прототип), Составитель В. Иуртанин

Редактор Н. Бобкова Техреду» Т "аточка Корректор В. Синицк з

Заказ 12175/62 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва Ж-Я Раушская наб. д. 4/g

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