Преобразователь амплитудных значений

 

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социапистически к

Ресттубпик (ii)922647

* ъ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву, (22) Заявлено 30.06.80 (2l ) 2946705/18-21 с присоединением заявки Jk (23)приоритет (5М)М. Кл.

G 01 R 19/04

Государственный комитет

СССР по делам изооретеннй н открытий

Опубликовано23.04.82. Бюллетень М 15 (53) УДК 621.317.

° 7 (088. 8}

Дата опубликования описания 26.04.82

Г. И. Зайдман (72) Автор изобретения пииудового

Хирова-"

Научно-исследовательский институт электронно при Томском ордена Октябрьской Революции и

Красного Знамени политехническом институте и (7l ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения амплитудного значения импульсного напряжения.

Известен преобразователь амплитудных значений, содержащий электронный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью через диодно-емкостную запоминающую ячейку и катодный повторитель L13 .

Недостатком преобразователя является ограниченный уровень преобразования амплитудного значения напряжения.

Наиболее близким техническим решением является преобразователь амплитудных значений содержащий первый диод, анод которого подключен к входной клемме, а катод подсоединен к неинвертируюmeMy входу дифференциального усилителя напряжения, в котором общая точка соединения катода первого диода и неинвертирующего входа дифференциального усилителя постоянного напряжения через конденсатор подсоединена к общей шине преобразователя амплитудных значений, а между выходом дифференциального усилителя постоянного напряжения и общей шиной включен вход реэистивного делителя напряжения, выход которого подсоединен к выходной клемме преобразователя i 21.

Недостатками преобразователя является низкий уровень преобразования переменного напряжения в постоянное, определяемый выходной величиной напряжения дифференциального усилителя постоянного напряжения, а также низкая точность преобразования,. обусловленная влиянием величины сопротивления источника измеряемого сигнала на недозаряд конденсатора.

Е1ель изобретения — увеличения уровня преобразования напряжения и повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь амплитудных значений, содержащий первый диод, анод которого подключен к входной клемме. а

922

647 4 вод 8 дифференциального усилителя через первый источник питания ll и через второй источник. питания 12 подсоединен к дифференциальному усилителю 6, выход которого подключен к выходной клемме устройства. Между общей шиной преобразователя амплитудных, значений. и его выходной клеммой включен конденсатор 13

Работает преобразователь амплитудных значений следующим образом.

Если мгновенное значение амплитудного значения напряжения таково, что к аноду диода 3 приложен плюс, тогда ток от источника сигнала 1 протекает через резистор 2, диод 3, диод 4, резистор 7, общий вывод S, выходные сопротивления источников питания 1 l и 12, через выходное сопротивление электрон- ного дифференциального усилителя напряжения 6, через конденсатор 13 на общую шину. При этом конденсатор 13 заряжается.

Таким образом, электрическая цепь источник 1 сигналов - конденсатор 13 окажется замкнутой.

В отрицательный полупериод входного переменного. напряжения к аноду диода

3 приложен отрицательный уровень напряжения, что приводит к его запиранию.

Электрическая цепь источник сигналов 1конденсатор 13 размыкается.

Диод 5 шунтирует второй основной диод 4, уменьшая обратное падение напряжения на нем до величины прямого. падения напряжения на диоде 5.

Таким образом, диод 3 заперт практически суммой напряжений, равной отрицательному уровню входного сигнала и напряжения на конденсаторе 13.

Если падение напряжения между входной и выходной клеммами устройства сделать равным нулю, то весь уровень входного сигнала от источника ЭДС передается на конденсатор 13, исключая, таким образом, падение напряжения на выходном сопротивлении 2 источника сигнала 1. В этом случае конденсатор

13 заряжается до амплитудного значения напряжения.

25 катод подсоединен к цеинвертирующему входу диффере щиальиого усилителя напряжения, резистивный делитель напряжения, одна из входных клемм которого подсоединена к выходу дифференциального усилителя напряжения, второй диод и конденсатор, дополнительно введены диод и: резистор, сопротивление которого равно выходному сопротивлению источника сигнала, при этом анод второго диода подклю- 1О чен к общей точке соединения катода пер вого диода и неинвертирующего входа дифференциального усилителя напряжения, а катод дополнительно введенного диода подсоединен к общей точке соедине- 15 ния катода первого диода и неинвертируюшего входа дифференциального усилителя напряжения, анод дополнительно введенного диода подключен к катоду второго диода, а общая точка соеди- 20 нения второго диода и дополнительно введенного диода подключена через дополнительный резистор к общему выводу дифференциального усилителя напряжения и к второй входной клемме резистивного делителя напряжения, а инвертируюший вход дифференциального усилителя подсоединен к выходу резистивного делителя напряжения, при этом конденсатор подключен к выходу диф- Зо ференциального усилителя напряжения, а вторая обкладка конденсатора соединена с общей шиной и с входной клеммой преобразователя.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема преобразователя амплитудных значений, Пре образов ат ель содержит источник 1 сигнала с выходным сопротивлением 2 (резистором), подсоединенный к входной клемме преобразователя амплитудных значений, т.е. к аноду диода 3, катод которого подключен к аноду второго диода 4, к катоду дополнительно введенного диода 5 и к неинвертирующему 45 входу дифференциального усилителя 6.

Общая точка соединения диодов 4 и 5 через резистор 7, сопротивление которого равно выходному сопротивлению 2 источника сигнала 1 подсоединена к общему выводу 8 дифференциального усилителя 6. Между выходом дифференциального усилителя 6 и его общим выводом

8 включен резистивный делитель напряжения на резисторах 9 и 10. Выход 55 резистивного делителя напряжения подсоединен х инвертируюшему входу цифференциального усилителя 6. Общий выЧтобы реализовать это условие, необходимо между общим выводом 8 дифференциального усилителя напряжения 6 и выходной клеммой устройства ввести напряжение, уровень которого был бы равен удвоенному значению суммы падения напряжений на диодах 4, 5 и резисторе 7, но с противоположным знаком.

5 922647

Чтобы разность потенциалов между входной и выходной клеммами устройства была равна нулю, суммарное паде« в ние напряжения на диодах 4, 5 и ре- ж зисторе 7 должно быть усилено в два раза, т.е. коэффициент усиления диффед ренциального усилителя 6 должен быть л равным двум, что справедливо, если вы- д ходкое сопротивление дифференциального усилителя напряжения 6 во много раз >0 .Р меньше суммарного сопротивления диода н

4 в открытом состоянии и резистора 7.

Предлагаемый преобразователь, по сравнению с известным, позволяет полу1 чить более высокую точность преобразования ввиду того, что при равенстве сопротивлений резистора 7 выходному д сопротивлению 2 источника сигнала 1 исключается недозаряд в конденсаторе 13.

Кроме того, получение нулевой разности 20 потенциалов между, входной и выходной клеммами преобразователя позволяет также получить более высокую точность преобразования предлагаемого устройства по сравнению с известным, а ввиду 25 того, что через диоды 3 и 4 в прямом направлении протекает один и тот же прямой ток, — получить полное взаимосбратное преобразование в широком диапазоне измерений входного напряжения 30 (высокую степень линейности преобразования).

Уровень преобразования переменного напряжения в постоянное предлагаемого преобразователя определяется параметра- З5 ми диодов и не зависит от характеристик дифференциального усилителя напряжения, что позволяет значительно повысить уровень преобразования устройства по сравнению с известным. 40

Формула изобретения

Преобразователь амплитудных значений, содержащий первый диод, анод ко6 торого подключен к входной клемме, а катод подсоединен к неиивертируюшему ходу дифференциального усилителя напряения, резистивный делитель напряжения, одна из входных клемм которого подсоеинена к выходу дифференциального усиителя напряжения,.второй диод и коненсатор, о т л и ч а ю m и и с я тем, то, с целью увеличения уровня преобазования напряжения и повышения точости преобразования, в него .дополнительно введены диод и резистор, сопротивление которого равно выходному опротивлению источника сигнала, при том анод второго диода подключен к общей точке соединения катода первого иода и неинвертируюшего входа дифференциального усилителя напряжения, а атод дополнительно введенного диода подсоединен к общей точке соединения атода первого диода и неинвертирующего входа дифференциального усилителя напряжения, анод дополнительно введенного диода подключен к катоду второго диода, а общая точка соединения второго дио да и дополнительно введенного диода подключена через дополнительный резистор к общему выводу дифференциального усилителя напряжения и к второй входной клемме резистивного делителя напряжения, а инвертирующий вход дифференциального усилителя подсоединен к выходу резистивного делителя напряжения, при этом конденсатор подключен к выходу дифференциального усилителя напряжения, а вторая обкладка конденсатора соединена с общей шиной и с входной клеммой преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 120262, кл. G 01 R 19/04, 1959.

2. Волгин Л. И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное, М., "Советское радио", 1977, с. 195, рис. 4, 29.

922 647

Составитель С. Коюотков

Редактор А. Кокорев Техреа Т.Маь очка — Корректор В. Скккакая

Заказ 2574/59 Тираж 719 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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