Квадратичный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07. р7. 80 (21) 2953203/18-21 (53) М. Кл. с присоединением заявки № (23) Приоритет—

G R 19/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано30.07.82Бюллетень ¹ 28 f j3) УДК621

° 7 (088. 8) Дата опубликования описания 30.07.82 (72) Автор изобретения

ВСЕСОЮЗИФ Ч

lib ГЕНТНО13 „,„„„.„,„ l3(В. П. Мотало

ЗЫБЛНОТЕЕА

Львовский ордена Ленина политехнический инс т (71) Заявитель им. Ленинского комсомола (54) КВАДРАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле эффективных значений токов и напряжений.

Известен квадратичный преоГ>разователь, построенный по принципу линейно-сегментной аппроксимации и содержащий, в частности, цепочку из последовательно включенных диодов, источник постоянного напряжения и резистивные делители напряжения, выводы которых соединены с общими точками соответствующих пар диодов С>3.

Недостаток известного устройства определяется тем, что в нем диоды играют лишь роль ключей и нелинейные свойства их характеристик не используются. Это обуславливает значительную погрешность аппроксимации квадратичной характеристики. Кроме того, для функционирования устройства требуется вспомогательный источник питания, что существенно усложняет подобный преобразователь.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является квадратичный преобразователь, содержащий аппроксимирующую цепочку из последовательно соединенных диода и резистора. В этом устройстве синтез квадратичной характеристики произво-, дится путем комбинирования нелинейной характеристики диода и линейной характеристики постоянного резистора 2 1. недостаток укаэанного устройства также связан с невысокой точностью аппроксимации, поскольку в данном случае реализуются только три тачки совпадения аппроксимированной характеристики с идеальной параболой.

Цель изобретения — повышение точ:ности аппроксимации квадратичной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в квадратичный: преобразователь, содержащий аппроксймирующую цепочку из последовательно соединенных диода и резистора, введены и дополнительных аппроксимирующих диодно-резистивных цепочек, каждая из которых включена

25 параллельно резистору предыдущей цепочки, причем выбор резисторов осуществлен из условия получения в какой-либо k-ой (k=1,2,3,....n+1) точке совпадения вольт-амперной харак30 теристики преобразователя с идеальной

947774

Q2,K

R + f 3 К

R жезл (4) параболой .результирующего сопротивления в соответствии с выражением

R = - 1

P0$.К

Y Ä . .1

Ъ р .в. у РК,К 7к где Y<,Y .,Y>,...,Y — проводимости резисторов основ- 15 ной и дополнительных аппроксимирующих цепочек в порядке

t их Включения 20

R R,....,R - сопротивления

91" 9М 9" " диодов дополнительных аппроксимирующих цепочек при вход 25 ном напряжении, соответствующем k-ой точке совпадения. на фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого квадратичного преобразователя; на фиг. 2 — вольтамперная: характеристика диода, с помощью которой прояс-, няется использованный в устройстве принцип аппроксимации. т

Квадратичный преобразователь состоит иэ основной и дополнительных аппроксимирующих цепочек., выполненных на диодах 14-1„+„и резисторах 2» -2>+q40 (фиг. 1) . Каждая из аппроксимирующих цепочек включена параллельно резистору предыдущей цЕпочки.

Аппроксимация квадратичной характеристики в предлагаемом квадратичном 45 преобразователе осуществляется следующим образом.

На экспериментально определенной вольтамперной характеристике основно- 0

ro диода 1» (Лиг. 2) выбираются и+1 точек. При заданном значении коэффициента параболы для каждой k-ой точки определения оптимальное резуль-. тирующее значение сопротивления Р,z преобразователя, обеспечивающее совпадение аппроксимируемой квадратичной характеристики с идеальной параболой в данной точке. В общем случае р ЬЯ Я) Ок ьо Нз = где i u U. — координаты k-ой точки к к по вольтамперной . арак-.åðèñòèêå диода 1

Х вЂ” коэффициент параболы.

При входном напряжении ив„ Цв„ соответствующем напряжению на диоде

1„ в диапазоне О-Б,», сопротивление преобразователя будет равно

R+> Ä= R< (3) где Rg, — сопротивление резистора 2» .

»»»унтирующее влияние диода 1 и резистора 2 будет .незначительно, так как при входном напряжении., соответствующем напряжению U на диоде 1», сопротивление. диода 1 значительно больше сопротивления резистора 2.».

Вольтамперная характеристика двухполюсника, состоящего иэ последовательно соединенных диода 1» и резистора 2», будет совпадать с идеальной параболой в точках i = 0 и i

При увеличении входного напряжения преобразователя U»»!»от U J»до U g коЭХ» торому соответствует изменение напряжения на диоде 1» от !1.» до U, сопротивление диода 1 уменьшается и становится соизмеримым с сопротивлением резистора 2». Сопротивление преобразователя будет равно Я.2,2, где У,,У - провддимсЬти резисторов 2» и Щ

R — сопротивление диода 1, при входном напряжении„ равном U

Шунтирующее влиянйе диода 13 и резистора 2 будет незначительно, так как при входном напряжении, соответствующем напряжению Uz на диоде 1, сопротивление диода 1 значительно больше сопротивления резистора 2

Вольтамперная: характеристика двухполюсника, состоящего из диодов 1,», 1 и резисторов 2, 2 будет совпадать с идеальной параболой в точках

i =О, i = З,и

В .общем случае для k-ой точки совпадения вольтамперной характеристики двухполюсника, состоящего из диодов 1„ — 1», и резисторов 2» — 2„, с идеальной параболой сопротивления преобразователя определяется в соответствии с выражением (1). При этом точки совпадения располагаются в диапазоне от i-=0 и

Таким образом, вольтамперная характеристика предлагаемого квадратичного преобразователя имеет n+2 точек совпадения с идеальной параболой (включая точку начала координат), Выбирая достаточное количество дополнительных аппроксимирующих цепочек, можно получить необходимое число отмеченных точек совпадения и, тем самым, значительно повысить точность аппроксимации параболы.

947774

Формула изобретения

Квадратичный преобразователь, содержащий аппроксимирующую цепочку из последовательно соединенных диода и резистора, отличающийся 5 тем, что, с целью повышения точности аппроксимации квадратичной характеристики, в него введены и дополнительных аппроксимирующих диодно-резистивных цепочек, каждая из которых to включена параллельно резистору предыдущей цепочки, причем выбор резисторов осуществлен из условий получения в какой-лмбо k-ой (k=1,2,3,...,п+1) точке совпадения вольтамперной харак- теристики преобразователя с идеальной параболой результирующего сопротивления в соответствии с выражением

1 рез.к, .

1 ф2,к

g>+

Ilgwu +

:1:. где Y,Y,Y Y—

2 проводимости резисторов основной и дополнительных аппроксимирующих цепочек в порядке их включения; сопротивления диодов дополнительных аппроксимирующих цепочек при входном напряжении, соответствующем

k-.îé точки совпадения.

R,Р,...,R фд,к 9з,к Ql(,L

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. цолгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М., "Советское радио", 1977, с. 105, рис, 3.2,а.

2. Карандеев К.Б. и Гриневич Ф.Ю.

Об умножающих схемах на полупроводниковых диодах. — "Измерительная техника", 1964, М 11, с. 39-42.

947774

L )ping

Составитель Л. Морозов

Редактор Н. Гри аанова Теехред A. Бабинец Корректор У. Пономаренко

Заказ 5624/68 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ ...Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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