CS216487B1

CS216487B1 - AC to DC voltage converter

Info

Publication number: CS216487B1
Application number: CS829680A
Authority: CS
Inventors: Jan Seka
Original assignee: Jan Seka
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1982-10-29

Abstract

Vynález řeší zapojení převodníku okamžité hodnoty střídavého napětí na stejnosměrné napětí. Je použit impulsy ovládaný spínač, nabíjející pamělóvý kondenzátor a operační zesilovač jako impedanční měnič. Využití vynálezu je zejména v televizní měřicí technice, např. v zařízeních, která vyhodnocují se signálem přenášené měřicí řádky. Další využití je možné všude tam, kde je třebe měřit okamžitou hodnotu libovolného střídavého nebo kolísajícího stejnosměrného napětí.The invention solves the connection of a converter of the instantaneous value of alternating voltage to direct voltage. A pulse-controlled switch, a charging Pamel capacitor and an operational amplifier as an impedance converter are used. The invention is used mainly in television measurement technology, e.g. in devices that evaluate measurement lines transmitted with a signal. Further use is possible wherever it is necessary to measure the instantaneous value of any alternating or fluctuating direct voltage.

Description

(54) Převodník okamžité hodnoty střídavého napětí na stejnosměrné napětí(54) AC / DC instantaneous converter

Vynález řeší zapojení převodníku okamžité hodnoty střídavého napětí na stejnosměrné napětí. Je použit impulsy ovládaný spínač, nabíjející pamělóvý kondenzátor a operační zesilovač jako impedanční měnič. Využití vynálezu je zejména v televizní měřicí technice, např. v zařízeních, která vyhodnocují se signálem přenášené měřicí řádky. Další využití je možné všude tam, kde je třebe měřit okamžitou hodnotu libovolného střídavého nebo kolísajícího stejnosměrného napětí.The invention solves the connection of the converter of instantaneous value of AC voltage to DC voltage. A pulse-controlled switch is used to charge the memory capacitor and the operational amplifier as an impedance converter. The application of the invention is in particular in television measuring technology, for example in devices which evaluate measuring lines transmitted with signal. Further use is possible wherever it is necessary to measure the instantaneous value of any AC or fluctuating DC voltage.

tttt

k.to.

r=r =

216 487 .16 4ď;216 487 .16 4d;

Předmětem vynálezu je převodník okamžité hodnoty střídavého napětí na stejnosměrné napětí.The object of the invention is a converter of instantaneous AC voltage to DC voltage.

Je známa celá řada různých zapojení převodníků, která využívají princip nabíjení paměťové kapacity přes impulsně ovládaný spínač.A variety of converters are known which utilize the principle of charging the storage capacity via an impulse-controlled switch.

Jedno z těchto zapojení používá na příklad sériové zapojení dvou tranzistorů řízených polem ve funkci spínačů, přičemž jejich spínaní je řízeno přes impulsní transformátor, v jehož sekudnárním obvodu je pro omezení rozkmitu napětí odpor a Zenerova dioda.One of these connections uses, for example, the serial connection of two field-controlled transistors in the function of switches, the switching of which is controlled by a pulse transformer, in which a non-linear voltage resistor and a Zener diode are used to limit the voltage amplitude.

Jiné zapojení používá ve funkci spínače jeden tranzistor řízený polem, ovládaný z výstupu diferenčního zesilovače s dvěma tranzistory, přičemž nutného posuvu úrovně budicích impulsů se dosahuje použitím kombinace Zenerovy diody a odporového děliče v bázi prvního z obou tranzistorů.Another circuit uses as a switch a single field-controlled transistor controlled from the output of a differential transistor with two transistors, the necessary shifting of the excitation pulse level is achieved using a combination of a Zener diode and a resistive divider at the base of the first of both transistors.

Nevýhodou uvedených zapojení a jejich dalších různých obměn je obvodová složitost, nutná k dosažení požadované funkce.A disadvantage of said wiring and their various variations is the peripheral complexity required to achieve the desired function.

Tento nedostatek je odstraněn převodníkem podle vynálezu.This drawback is overcome by the converter according to the invention.

Předmětem vynálezu je převodník okamžité hodnoty střídavého napětí na stejnosměrné napětí s tranzistorem řízeným polem a operačním zesilovačem, jehož podstata spočívé v tom, že sběrná elektroda prvního tranzistoru je připojena na neinvertující vstup operačního zesilovače a na první vývod prvního kondenzátoru a na invertující vstup operačního zesilovače a na první vývod prvního kondenzátoru a na invertující vetup operačního zesilovače je připojen první vývod prvního odporu a jeho druhý vývod je spojen s výstupem operačního zesilovače a prvním vývodem druhého odporu a jeho druhý vývod je spojen s prvním vývodem druhého kondenzátoru, prvním vývodem třetího odporu a emitorem druhého tranzistoru, jehož báze je spojena s prvním vývodem čtvrtého odporu a druhým vývodem třetího odporu, přičemž kolektor druhého tranzistoru je spojen s řídíeí elektrodou prvního tranzistoru a prvním vývodem pátého odporu, jehož druhý vývod je spojen se zdrojem stejnosměrného napětí a druhý vývod čtvrtého odporu je spojen a prvním vývodem třetího kondenzátoru a druhý vývod prvního kondenzátoru je spojen s druhým vývodem druhého kondenzátoru a se zemí.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an instantaneous AC to DC converter with a field-effect transistor and an operational amplifier, wherein the collector electrode of the first transistor is connected to the non-inverting input of the operational amplifier and to the first terminal of the first capacitor. a first terminal of the first capacitor and an inverting vetup of the operational amplifier are connected to the first terminal of the first resistor and its second terminal connected to the output of the operational amplifier and the first terminal of the second resistor; its second terminal connected to the first terminal of the second capacitor; a second transistor whose base is connected to the first terminal of the fourth resistor and the second terminal of the third resistor, the collector of the second transistor being connected to the control electrode of the first transistor and the first terminal of the fifth the second terminal of the fourth resistor is connected to the first terminal of the third capacitor and the second terminal of the first capacitor is connected to the second terminal of the second capacitor and to ground.

Uvedeným zapojením se zjednoduěší obvodové řešení převodníku 1 jeho připojení ke zdroji ovládacích impulsů, přičemž nerozhoduje, zda je tento zdroj s logikou TTL,Said connection simplifies the circuit design of the converter 1 to its connection to the control pulse source, and it is irrelevant whether this source is with TTL logic,

CMOS nebo jinou s úrovní impulsů^ 1 V. Zvláště výhodné je Jeho použití při poměru šíře mezery a ovládacího impulsu» 1.CMOS or another with a pulse level of ≥ 1 V. It is particularly advantageous to use it at a gap-to-control pulse ratio of »1.

Vynález bude dále vysvětlen v zapojení podle výkresu.The invention will be further explained in connection with the drawing.

V zapojení podle vynálezu je spínač osazený tranzistorem TI řízeným polem připojen zdrojovou elektrodou na měřený průběh napětí β sběrnou elektrodou na ňeinvertující vstup operačního zesilovače 0 Z. Na tento vstup je dále připojen prvý kondenzátor C 1,In the circuit according to the invention, a switch equipped with a field-effect transistor T1 is connected by a source electrode to the measured voltage β collecting electrode to a non-inverting input of an operational amplifier of 0 Z.

216 487216 487

Výstup operačního zesilovače 0 Z je přes prvý odpor R 1 spojen s invertujíeím vstupem. K výstupu operačního zesilovače 0 Z je dále přes druhý odpor R 2 připojen druhý kondenzátor C 2. třetí odpor R 3 a emitor druhého tranzistoru T 2. Kolektor druhého tranzistoru T 2 je přes pátý odpor R 5 připojen na zdroj stejnosměrného napájecího napětí U a současně Je spojen s řídicí elektrodou tranzistoru T 1. Na bázi druhého tranzistoru T 2 je připojen třetí odpor R 3 a čtvrtý odpor R 4. jehož druhý konec jě přes třetí kondenzátor C 3 připojen na zdroj ovládacích impulsů.The output of the operational amplifier 0 Z is connected to the inverting input via the first resistor R1. The second capacitor C 2 is connected to the output of the operational amplifier 0 Z via the second resistor R2. The third resistor R3 and the emitter of the second transistor T2 are connected via a fifth resistor R 5 to a DC supply voltage U and simultaneously. It is connected to the control electrode of transistor T1. On the basis of the second transistor T2, a third resistor R3 and a fourth resistor R4 are connected, the other end of which is connected to a control pulse source via a third capacitor C3.

Zdroj ovládacích impulsů dodává úzké záporné impulsy. V okamžiku jejich příchodu sepne druhý tranzistor T 2 a připojí řídicí elektrodu prvého tranzistoru T 1 přeš druhý odpor R 2 na výstup operačního zesilovače O Z. Napěťové úroveň na tomto výstupu je shodná š úrovní ne prvním kondenzátoru C 1. První tranzistor T 1 sepne a připojí kondenzátor C 1 na zdroj měřeného střídavého napětí. Prvý kondenzátor C 1 se nabije na napětí shodné s okamžitou hodnotou střídavého průběhu. Po ukončení ovládacího impulsu se zavře druhý tranzistor T 2 i první tranzistor T 1 a na prvém kondenzátoru C 1 zůstane stejnosměrné hodnota odpovídající okamžité hodnotě měřeného napětí. Předpokladem samozřejmě je, Že časová konstanta nabíjeni je alespoň pětkrát menší než šíře vzorkovacího impulsu T. U periodicky se opakujících průběhů není nutné tuto podmínku dodržet a pak se hodnota napětí na prvém kondenzátoru C 1 bude přibližovat k okamžité hodnotě střídavého napětí exponenciálně. Tento způsob se dá s výhodou použít na příklad při vzorkování televizních měřicích řádků, kde je takto dosaženo potlačení šumu.The control pulse source delivers narrow negative pulses. When they arrive, the second transistor T 2 turns on and connects the control electrode of the first transistor T 1 across the second resistor R 2 to the output of the operational amplifier O Z. The voltage level at this output is the same as the first capacitor C 1. connects capacitor C 1 to the source of measured AC voltage. The first capacitor C1 is charged to a voltage equal to the instantaneous AC value. When the control pulse is terminated, both the second transistor T 2 and the first transistor T 1 are closed and a DC value corresponding to the instantaneous voltage value remains on the first capacitor C 1. The assumption is, of course, that the charging time constant is at least five times smaller than the sample pulse width T. For periodically repeating waveforms, this condition is not required and then the voltage value on the first capacitor C1 will approach the instantaneous AC voltage exponentially. This method can be advantageously used, for example, in sampling television measuring lines where noise suppression is achieved.

V době mezi vzorkovacími impulsy nebo při jejich výpadku je prvý tranzistor T 1 uzavřen, oož je další z výhod uvedeného zapojení.In the time between the sample pulses or when the pulses fail, the first transistor T1 is closed, which is another advantage of said circuitry.

Zapojení lze dále upravit připojením kondenzátoru paralelně ke čtvrtému odporu R 4. což může být výhodné při velmi krátkých vzorkovacích impulsech.The wiring can be further adjusted by connecting a capacitor in parallel to the fourth resistor R4, which may be advantageous at very short sampling pulses.

Připojením odporu mezi kolektor druhého tranzistoru T 2 a zemi lze upravit amplitudu ovládacích impulsů pro prvý tranzistor T 1.By connecting a resistor between the collector of the second transistor T 2 and the ground, the amplitude of the control pulses for the first transistor T 1 can be adjusted.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An instantaneous AC / DC converter of β by a field-controlled transistor and an operational amplifier, characterized in that the collector electrode of the first transistor (T 1) is connected to the non-inverting input (1) of the operational amplifier (OP) and to the first C 1) and on the inverting vatup (2) of the operational amplifier (OZ) is connected the first terminal of the first resistor (R 1), whose second terminal is connected to the output (3) of the operational amplifier (OP) and the first terminal of the second resistor (R 2) and its second terminal is connected to the first terminal of the second capacitor (C 2), the first terminal of the third resistor (R 3) and the emitter of the second transistor (T 2), the base of which is connected to the first terminal of the fourth resistor (R 4) the collector of the second transistor (T 2) is connected to the control electrode of the first transistor (T 1) and the first terminal of the fifth resistor (R 5), whose second terminal J e is connected by a source of direct supply voltage (U) and the second terminal of the fourth resistor (R 4) is connected β by the first terminal of the third capacitor (C 3) and the second terminal of the first capacitor (Cl) is connected to the second terminal of the second capacitor (C 2) and with the ground.

Transducer according to Claim 1, characterized in that a fourth capacitor (C 4) is connected in parallel to the fourth resistor (R 4).

Transducer according to claim 1, characterized in that a sixth resistor (R 6) is connected between the collector of the second transistor (T 2) and the ground.