CS202818B1 - Connection of the switching modulator - Google Patents

Description

Československa SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (19) POPIS VYNALEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ 202818 (11) (Bl) 8 (22) Přihlášeno 22 11 78(21) (PV 7808-78) (51J Int. Cl.3 Η 03-B 23/00 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (40) Zveřejněno 30 03 80 £45] Vydáno 15 03 82 [75)

Autor vynálezu FINDURA BARNABÁS ing., CAPPONI JAROSLAV ing. a LÍSKA JOZEF ing., BRNO t (54) Zapojení spínacího modulátoru

Vynález se týká zapojení spínacího modulá-toru pro měření stejnosměrného napětí. Pří měření proudu v řádu 10-12A metodou ú-bytku napětí, a napětí řádu 1 ^V, se obvykle po-užívají měniče stejnosměrného napětí na střída-vé a synchronní demodulátory. Hlavním nedo-statkem těchto modulátorů jsou rušivá napětí aproudy, které vznikají průnikem modulačníhonapětí. Z těchto důvodů nelze u dosavadních ty-pů modulátoru dosáhnout současně vysokou na-pěťovou a proudovou citlivost.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje zapojeníspínacího modulátoru pro měření stejnosměrné-ho napětí, jehož podstatou je, že vstupní svorkamodulátoru je spojena přes sériový odpor jednakse vstupem mikrovoltmetru spojeného s generá-torem a jednak s kolektorem prvního tranzis-toru řízeného polem, který je společnou elektro-dou spojen přes proměnný odpor s výstupemmikrovoltmetru a přes druhý odpor se společ-ným potenciálem a elektrodou řídícího hradlaspojenou jednak s obvodem optimálního nasta-vení předpětí modulátoru, který je výstupemspojen s mikrovoltmetrem a měřidlem, a jednakpřes kondenzátor s prvním vstupem generátoru,který je druhým vstupem spojen se společnoua výstupní elektrodou druhého tranzistoru říze-ného polem, jehož elektroda řídícího hradla jespojena se vstupem mikrovoltmetru.

Hlavní předností tohoto zapojení je, že při-způsobením odporu modulátoru se dosáhne zvět-šení napěťové a proudové citlivosti při zmenše-ní rušivých napětí a proudů optimální volbouvelikostí budicího napětí modulátoru při výko-novém přizpůsobení.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde naobr. 1 je uveden příklad zapojení, na obr. 2 jegraficky znázorněna závislost budicího napětí nahloubce modulace.

Zapojení spínacího modulátoru tvoří v podsta-tě mikrovoltmetr 3 spojený s generátorem 4 avýstupem s měřidlem 11. Vstupní svorka 1 mo-dulátoru je spojena přes sériový odpor 2 se vstu-pem mikrovoltmetru 3 s kolektorem prvníhotranzistoru 3 řízeného polem a s elektrodou ří-dícího hradla druhého tranzistoru 10 řízenéhopolem, který je spojen výstupní a společnou elek-trodou s druhým vstupem generátoru 4. Jehoprvní vstup je spojen přes kondenzátor 9 s elek-trodou řídicího hradla prvního tranzistoru 5 ase vstupem obvodu 8 optimálního nastavenípředpětí modulátoru, který je výstupem spojens výstupem mikrovoltmetru 3. Společná elektro-da prvního tranzistoru 5 je spojena jednak přesproměnný odpor & s výstupem mikrovoltmetru3 a jednak přes odpor 7 se společným potenciá-lem. 202818

Claims (2)

1. 202818 2 Mikrovoltmetr 3 je tvořen střídavým zesilo-vačem s nízkým šumem a s velkou výstupní im-pedancí, synchronným demodulátorem, stejno-směrným zesilovačem s velkým ziskem, malýmdriftem a filtrací, splňujícím podmínky dyna-mické stability soustavy. Zapojení zaručuje filt-raci složek modulačního kmitočtu a současně imaximální rychlost měření. Generátor 4 modu-lačního napětí na vhodně zvoleném modulačnímkmitočtu s možností nastavení co nejmenšího bu-dícího napětí pro optimální funkci modulátorupomocí prvního tranzistoru 5 a sériového odpo-ru 2. Na dalším výstupu je pak napětí pro dru-hý tranzistor 10 ve funkci kompenzačního kon-denzátoru teplotně egalizovaného s prvním tran-zistorem 5. Obvod 8 optimálního nastavení před-pětí modulátoru umožňuje nastavení na optimál-ní předpětí a je řízen výstupním napětím mikro-voltmetru 3 a egalizací tranzistoru obvodu 8 sprvním tranzistorem 5. Zapojení modulátoru za provozu pracuje, tak-to. Změnou vnitřního odporu prvního tranzisto-ru S v rytmu modulačního napětí mění se dělicípoměr mezi vstupní svorkou 1 a zemí. Na uzlusériového odporu 2 se objeví střídavé napětí, kte-ré je amplitudou a fází odpovídající vstupnímunapětí a hloubce modulace dané promodulová-ním prvního tranzistoru S. Toto střídavé napětíje zesíleno a synchroním detektorem deteková-no v mikrovoltmetru 3, filtrováno a dále upra-veno v generátoru 4, přes proměnný odpor 6 a,obvod 8 optimálního nastavení předpětí modu-látoru. Při měření proudů řádu 1Q-12A metodou úbyt-ku napětí na sériovém odporu 2 je nutné uvažo-vat jeho tepelný šum. Například pro měřeníproudu 1 pA při šířce pásma 1 Hz a poměru sig- PŘEDMĚT Zapojení spínacího modulátoru pro měřenístejnosměrného napětí, vyznačené tím, že vstup-ní svorka (1) modulátoru je spojena přes sério-vý odpor (2) jednak se vstupem mikrovoltmetru(3) spojeného s generátorem (4) a jednak s ko-lektorem prvního tranzistoru (5) řízeného po-lem, který je společnou elektrodou spojen přesproměnný odpor (6) s výstupem mikrovolmetru(3) a přes odpor (7) se společným potenciálema elektrodou řídícího hradla spojenou jednak nálu k šumu 1:1, sériový odpor 2 musí být většínebo roven 152 kO. Chceme-11 současně dosáh-nout vysoké napěťové citlivosti, například 1 ^V,pak z hlediska tepelného šumu nesmí být v ob-vodu měřeného napětí sériový odpor 2 větší než5,06 MO. Považujeme-li při měření napětí i prou-du za optimum geometrický průměr, pak opti-mální hodnota sériového odporu 2 je 1 MO. U modulátoru s možností libovolné hloubkymodulace, tedy ne jenom 100 %, jako je tomuu kontaktních modulátorů, je možné zmenšovatrušivá napětí zmenšováním budicího napětí ažna úroveň minimální přípustné účinnosti modu-látoru. Pro dostatečně nízkou úroveň budicíhonapětí lze najít u modulátorů s libovolnou hloub-kou modulace takový pracovní bod, kde hloub-ka modulace je ještě dostatečná pro jeho funk-ci. Z hlediska dosažení vysoké napěťové a prou-dové citlivosti je velikost sériového odporu 2například 1 MO. Názorná představa možnosti zmenšování budí-cího napětí při menší než 100 % hloubce modu-lace je uvedena na obr.
2. 2. Na vertikální přímceje znázorněna hodnota Uz závěrečného napětív závislostech na napětí Up pracovního bodu vy-značeného na horizontální přímce. Šipka R o-značuje odpor modulátoru. Přímka Ropt ideálníhodnotu sériového odporu 2 například 1 MO. Voblasti III je znázorněna s neoptimálním sério-vým odporem 2 s optimálním malým buzením bu-dícím napětím UB. V oblasti II s neoptimálnímsériovým odporem 2 a neoptimálním velkým bu-zením UB. V oblasti I s optimálním sériovým od-porem 2 a optimálním buzením UB, jak patrno ztohoto grafu. Oblast I zajišťuje vysokou napěťo-vou citlivost. VYNALEZU s obvodem (8) optimálního nastavení předpětímodulátoru, který je výstupem spojen s mikro-voltmetrem (3) s měřidlem (11) a jednak přeskondenzátor (9) s prvním vstupem generátoru (4), který je druhým vstupem spojen se společ-nou a výstupní elektrodou druhého tranzistoru (10) řízeného polem, jehož elektroda řídícíhohradla je spojena se vstupem mikrovoltmetru(3). 2 výkresy