MD701Z

MD701Z - Convertor de impedanţă

Info

Publication number: MD701Z
Application number: MDS20130149A
Authority: MD
Inventors: Виталие НАСТАС
Original assignee: Технический университет Молдовы
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2014-06-30
Also published as: MD701Y

Abstract

Invenţia se referă la domeniile tehnicii de măsurare şi radioelectronicii şi poate fi utilizată pentru reproducerea impedanţelor virtuale cu reglare independentă a modulului şi fazei.Convertorul de impedanţă conţine două cleme (2, 8), primul amplificator operaţional (1) şi al doilea amplificator operaţional (4) cu câte două intrări şi o ieşire fiecare, un rezistor variabil (3) comandat de cod, conectat cu polii între intrarea neinversoare a primului amplificator operaţional (1) şi ieşirea celui de-al doilea amplificator operaţional (4), un rezistor fix (5), conectat cu polii între intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional (4) şi masă, un amplificator diferenţial (6) cu coeficientul de amplificare unitar, conectat cu intrările, respectiv, la ieşirea şi la intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional (4), un defazor (7) comandat de cod cu posibilitatea reglării fazei în banda de valori 0°…360° şi cu coeficientul de amplificare unitar, conectat cu intrarea la ieşirea amplificatorului diferenţial (6), iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional (4). Primul amplificator operaţional (1) este conectat cu intrarea inversoare la ieşirea sa şi la intrarea inversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional (4), iar clemele (2, 8) sunt conectate, respectiv, la intrarea neinversoare a primului amplificator operaţional (1) şi la masă.

Description

Invenţia se referă la domeniile tehnicii de măsurare şi radioelectronicii şi poate fi utilizată pentru reproducerea impedanţelor virtuale cu reglare independentă a modulului şi fazei.

Cea mai apropiată soluţie este convertorul de impedanţă, care conţine un amplificator operaţional cu un rezistor variabil comandat de cod, un amplificator diferenţial şi un defazor - toate conectate în cascadă, ieşirea defazorului fiind conectată la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional, precum şi două cleme, conectate respectiv la intrarea inversoare a amplificatorului operaţional şi la masă. Convertorul asigură reproducerea impedanţelor reprezentate în coordonate polare cu reglare independentă a modulului şi fazei impedanţei reproduse [1].

Dezavantajul acestui convertor constă în eroarea considerabilă la reproducerea impedanţelor de valoare mare, cauzată de şuntarea impedanţei reproduse de către impedanţa de intrare a amplificatorului operaţional.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în mărirea preciziei convertorului.

Convertorul, conform invenţiei, înlătură dezavantajul menţionat mai sus prin aceea că conţine două cleme, primul amplificator operaţional şi al doilea amplificator operaţional cu câte două intrări şi o ieşire fiecare, un rezistor variabil comandat de cod, conectat cu polii între intrarea neinversoare a primului amplificator operaţional şi ieşirea celui de-al doilea amplificator operaţional, un rezistor fix, conectat cu polii între intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional şi masă, un amplificator diferenţial cu coeficientul de amplificare unitar, conectat cu intrările, respectiv, la ieşirea şi la intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional, un defazor comandat de cod cu posibilitatea reglării fazei în banda de valori 0°…360° şi cu coeficientul de amplificare unitar, conectat cu intrarea la ieşirea amplificatorului diferenţial, iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional. Primul amplificator operaţional este conectat cu intrarea inversoare la ieşirea sa şi la intrarea inversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional, iar clemele sunt conectate, respectiv, la intrarea neinversoare a primului amplificator operaţional şi la masă.

Rezultatul invenţiei constă în reproducerea impedanţelor de precizie înaltă, exprimate în coordonate polare şi cu reglare independentă a modulului şi fazei.

Invenţia se explică prin desenul din figură, care reprezintă schema convertorului.

Convertorul de impedanţă conţine două cleme 2, 8, primul amplificator operaţional 1 şi al doilea amplificator operaţional 4 cu câte două intrări şi o ieşire fiecare, un rezistor variabil 3 comandat de cod, conectat cu polii între intrarea neinversoare a primului amplificator operaţional 1 şi ieşirea celui de-al doilea amplificator operaţional 4, un rezistor fix 5, conectat cu polii între intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional 4 şi masă, un amplificator diferenţial 6 cu coeficientul de amplificare unitar, conectat cu intrările, respectiv, la ieşirea şi la intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional 4, un defazor 7 comandat de cod cu posibilitatea reglării fazei în banda de valori 0°…360° şi cu coeficientul de amplificare unitar, conectat cu intrarea la ieşirea amplificatorului diferenţial 6, iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional 4. Primul amplificator operaţional 1 este conectat cu intrarea inversoare la ieşirea sa şi la intrarea inversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional 4, iar clemele 2, 8 sunt conectate, respectiv, la intrarea neinversoare a primului amplificator operaţional 1 şi la masă.

Rezistorul variabil 3 posedă o intrare de comandă de cod NR, prin care se asigură reglarea rezistenţei lui, iar defazorul 7 - o intrare de comandă de cod Nφ, prin care se asigură reglarea defazajului φ.

Convertorul funcţionează în modul următor.

Primul amplificator operaţional 1 repetă la ieşire tensiunea de intrare de pe clema 2, asigurând o impedanţă înaltă de intrare. Al doilea amplificator operaţional 4, amplificatorul diferenţial 6 şi defazorul 7 - toate conectate în cascadă, împreună cu rezistorul variabil 3 formează la ieşire tensiunea Ui = Rejφ·Ii, unde R - valoarea rezistenţei rezistorului 3, e - funcţia exponenţială, j - unitatea imaginară, φ - defazajul produs de defazorul 7, Ii - curentul de intrare al convertorului. Impedanţa Zi, reprodusă de convertor la clemele 2 şi 8 se determină:

Zi = Ui/Ii = Rejφ = Zie jφi (1)

unde: Zi - modulul impedanţei reproduse, φi - faza ei.

După cum rezultă din (1), modulul Zi al impedanţei reproduse de convertor Zi este egal cu valoarea rezistenţei R a rezistorului variabil 3, care poate fi reglat prin intermediul codului de comandă NR, iar faza ei φi este egală cu unghiul de fază φ introdus de defazorul 7 şi poate fi reglată cu codul de comandă Nφ. Utilizarea primului amplificator operaţional 1, conectat ca repetor de tensiune, exclude efectul şuntării de către impedanţa de intrare a convertorului a rezistorului variabil 3, ceea ce asigură o precizie înaltă a impedanţei reproduse Zi.

Spre exemplu, la utilizarea unui rezistor variabil cu banda de reglare a rezistenţei R = (0 ÷ 109) Ω şi a unui defazor cu banda de reglare a defazajului φ = (0…360°), conform relaţiei (1), banda de reglare a modulului impedanţei reproduse de convertor constituie Zi = (0°…109) Ω, iar a fazei φi = (0…360°).

1. MD 420 Z 2012.04.30

Claims

Convertor de impedanţă, care conţine două cleme (2, 8), primul amplificator operaţional (1) şi al doilea amplificator operaţional (4) cu câte două intrări şi o ieşire fiecare, un rezistor variabil (3) comandat de cod, conectat cu polii între intrarea neinversoare a primului amplificator operaţional (1) şi ieşirea celui de-al doilea amplificator operaţional (4), un rezistor fix (5), conectat cu polii între intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional (4) şi masă, un amplificator diferenţial (6) cu coeficientul de amplificare unitar, conectat cu intrările, respectiv, la ieşirea şi la intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional (4), un defazor (7) comandat de cod cu posibilitatea reglării fazei în banda de valori 0°…360° şi cu coeficientul de amplificare unitar, conectat cu intrarea la ieşirea amplificatorului diferenţial (6), iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional (4), totodată primul amplificator operaţional (1) este conectat cu intrarea inversoare la ieşirea sa şi la intrarea inversoare a celui de-al doilea amplificator operaţional (4), iar clemele (2, 8) sunt conectate, respectiv, la intrarea neinversoare a primului amplificator operaţional (1) şi la masă.