MD818Z - Impedance converter - Google Patents
Impedance converter Download PDFInfo
- Publication number
- MD818Z MD818Z MDS20140025A MDS20140025A MD818Z MD 818 Z MD818 Z MD 818Z MD S20140025 A MDS20140025 A MD S20140025A MD S20140025 A MDS20140025 A MD S20140025A MD 818 Z MD818 Z MD 818Z
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- contacts
- output
- amplifier
- inverting input
- operational amplifier
- Prior art date
Links
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 4
- 108010074506 Transfer Factor Proteins 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la tehnica electrică de măsurat şi radioelectronică şi poate fi utilizată pentru reproducerea impedanţelor cu orice caracter şi cu posibilitatea reglării independente a componentelor activă şi reactivă.Convertorul de impedanţă conţine două cleme (3, 5), una dintre care (3) este conectată la masă, un amplificator operaţional (1), conectat cu intrarea inversoare la cea de-a doua clemă (5), două rezistoare (2, 4), unul dintre care (2) este conectat între ieşirea amplificatorului operaţional (1) şi intrarea lui inversoare, iar al doilea (4) - între intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional (1) şi masă, două amplificatoare programabile (9, 10) cu coeficienţi de transfer reglabili lin în limitele -1...+1, un defazor (11) cu defazaj de 90°, conectat cu intrarea la ieşirea primului amplificator programabil (10), precum şi două amplificatoare diferenţiale (6, 12). Primul amplificator diferenţial (6) este conectat cu intrările respectiv la ieşirea amplificatorului operaţional (1) şi la intrarea lui neinversoare, iar al doilea (12) este conectat cu intrările respectiv la ieşirile defazorului (11) şi celui de-al doilea amplificator programabil (9), iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional (1). Convertorul mai conţine două divizoare de tensiune (7, 8), fiecare fiind format din trei contacte a, b şi c, n rezistoare, conectate în serie, cu polii rezistoarelor extreme conectaţi respectiv la contactele a şi b, şi un comutator, conectat cu contactul mobil la contactul c, iar cu contactele fixe - respectiv la punctele de interconectare ale rezistoarelor divizorului şi la contactul a. Divizoarele (7, 8) sunt conectate cu contactele a la ieşirea primului amplificator diferenţial (6), cu contactele c - respectiv la intrările primului (10) şi celui de-al doilea (9) amplificatoare programabile, iar cu contactele b - la masă.The invention relates to the electrical and radioelectronic measuring technique and can be used for the reproduction of impedances of any character and with the possibility of independent adjustment of the active and reactive components. The impedance converter contains two clips (3, 5), one of which (3) is connected to ground, an operational amplifier (1), connected with the inverter input to the second clip (5), two resistors (2, 4), one of which (2) is connected between the output of the operational amplifier (1) and its inverting input, and the second (4) - between the non-inverting input of the operational amplifier (1) and the ground, two programmable amplifiers (9, 10) with transfer coefficients adjustable smoothly within the limits -1 ... + 1, a phase shift ( 11) with 90 ° phase shift, connected with the input at the output of the first programmable amplifier (10), as well as two differential amplifiers (6, 12). The first differential amplifier (6) is connected with the respective inputs to the output of the operational amplifier (1) and to its non-inverting input, and the second (12) is connected with the respective inputs to the outputs of the speaker (11) and the second programmable amplifier ( 9), and with the output - at the non-inverting input of the operational amplifier (1). The converter also contains two voltage dividers (7, 8), each consisting of three contacts a, b and c, n resistors, connected in series, with the poles of the extreme resistors connected respectively to the contacts a and b, and a switch, connected with the mobile contact at the contact c, and with the fixed contacts - respectively at the interconnection points of the divisor resistors and at the contact a. The dividers (7, 8) are connected with the contacts a at the output of the first differential amplifier (6), with the contacts c - respectively the inputs of the first (10) and the second (9) programmable amplifiers, and with the contacts b - at the ground.
Description
Invenţia se referă la tehnica electrică de măsurat şi radioelectronică şi poate fi utilizată pentru reproducerea impedanţelor cu orice caracter şi cu posibilitatea reglării independente a componentelor activă şi reactivă. The invention relates to electrical measurement and radioelectronics and can be used to reproduce impedances of any character and with the possibility of independent adjustment of the active and reactive components.
Cea mai apropiată soluţie este convertorul de impedanţă, care conţine un amplificator operaţional, două rezistoare, unul dintre ele fiind conectat în reacţia inversă negativă a amplificatorului, iar cel de-al doilea - între intrarea neinversoare şi masă, un amplificator diferenţial, conectat cu intrările respectiv la ieşirea şi la intrarea neinversoare ale amplificatorului, primele două amplificatoare programabile, conectate în cascadă şi cu intrarea primului la ieşirea amplificatorului diferenţial, alte două amplificatoare programabile, de asemenea conectate în cascadă şi cu intrarea primului la ieşirea amplificatorului diferenţial, un defazor conectat cu intrarea la ieşirea celui de-al doilea din primele amplificatoare programabile şi al doilea amplificator diferenţial, conectat cu intrările respectiv la ieşirile defazorului şi celui de-al doilea din celelalte două amplificatoare programabile, iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional. Convertorul asigură reproducerea impedanţelor cu reglare independentă lină şi în trepte a componentelor activă şi reactivă [1]. The closest solution is the impedance converter, which contains an operational amplifier, two resistors, one of which is connected in the negative feedback of the amplifier, and the second - between the non-inverting input and ground, a differential amplifier, connected with its inputs to the output and non-inverting input of the amplifier, the first two programmable amplifiers, connected in cascade and with the input of the first to the output of the differential amplifier, two other programmable amplifiers, also connected in cascade and with the input of the first to the output of the differential amplifier, a phase shifter connected with its input to the output of the second of the first programmable amplifiers and the second differential amplifier, connected with its inputs to the outputs of the phase shifter and the second of the other two programmable amplifiers, and with its output - to the non-inverting input of the operational amplifier. The converter provides impedance reproduction with smooth and step-wise independent adjustment of the active and reactive components [1].
Dezavantajul acestui convertor este construcţia complicată, determinată de utilizarea a patru amplificatoare programabile, ceea ce îi majorează preţul de cost şi complică utilizarea lui. The disadvantage of this converter is its complicated construction, determined by the use of four programmable amplifiers, which increases its cost and complicates its use.
Problema pe care o rezolvă invenţia este simplificarea construcţiei convertorului. The problem that the invention solves is the simplification of the converter construction.
Convertorul de impedanţă, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine două cleme, una dintre care este conectată la masă, un amplificator operaţional, conectat cu intrarea inversoare la cea de-a doua clemă, două rezistoare, unul dintre care este conectat între ieşirea amplificatorului operaţional şi intrarea lui inversoare, iar al doilea - între intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional şi masă, două amplificatoare programabile cu coeficienţi de transfer reglabili lin în limitele -1…+1, un defazor cu defazaj de 90°, conectat cu intrarea la ieşirea primului amplificator programabil, precum şi două amplificatoare diferenţiale, primul fiind conectat cu intrările respectiv la ieşirea amplificatorului operaţional şi la intrarea lui neinversoare, iar al doilea fiind conectat cu intrările respectiv la ieşirile defazorului şi celui de-al doilea amplificator programabil, iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional. Convertorul mai conţine două divizoare de tensiune, fiecare fiind format din trei contacte a, b şi c, n rezistoare, conectate în serie, cu polii rezistoarelor extreme conectaţi respectiv la contactele a şi b, şi un comutator, conectat cu contactul mobil la contactul c, iar cu contactele fixe - respectiv la punctele de interconectare ale rezistoarelor divizorului şi la contactul a. Divizoarele sunt conectate cu contactele a la ieşirea primului amplificator diferenţial, cu contactele c - respectiv la intrările primului şi celui de-al doilea amplificatoare programabile, iar cu contactele b - la masă. Rezistenţele rezistoarelor divizoarelor posedă valori, determinate de benzile de valori necesare ale componentelor impedanţei reproduse, iar primul amplificator diferenţial posedă un factor de transfer, determinat de valoarea maximă a componentelor impedanţei reproduse. The impedance converter, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantages by containing two terminals, one of which is connected to ground, an operational amplifier, connected with the inverting input to the second terminal, two resistors, one of which is connected between the output of the operational amplifier and its inverting input, and the second - between the non-inverting input of the operational amplifier and ground, two programmable amplifiers with smoothly adjustable transfer coefficients within the limits of -1…+1, a phase shifter with a 90° phase shift, connected with the input to the output of the first programmable amplifier, as well as two differential amplifiers, the first being connected with its inputs respectively to the output of the operational amplifier and to its non-inverting input, and the second being connected with its inputs respectively to the outputs of the phase shifter and the second programmable amplifier, and with its output - to the non-inverting input of the operational amplifier. The converter also contains two voltage dividers, each consisting of three contacts a, b and c, n resistors, connected in series, with the poles of the extreme resistors connected to contacts a and b, respectively, and a switch, connected with the mobile contact to contact c, and with the fixed contacts - respectively to the interconnection points of the divider resistors and to contact a. The dividers are connected with contacts a to the output of the first differential amplifier, with contacts c - respectively to the inputs of the first and second programmable amplifiers, and with contacts b - to ground. The resistances of the divider resistors have values determined by the required value bands of the reproduced impedance components, and the first differential amplifier has a transfer factor determined by the maximum value of the reproduced impedance components.
Rezultatul invenţiei prezintă un convertor pentru reproducerea impedanţelor în coordonate carteziene cu reglare independentă în trepte şi lină a componentelor. The result of the invention presents a converter for reproducing impedances in Cartesian coordinates with independent step and smooth adjustment of the components.
Invenţia se explică prin desenul din fig. 1-2, care reprezintă: The invention is explained by the drawing in Fig. 1-2, which represents:
- fig. 1, schema convertorului de impedanţă; - Fig. 1, impedance converter diagram;
- fig. 2, schema desfăşurată a divizoarelor de tensiune. - Fig. 2, exploded diagram of the voltage dividers.
Convertorul (fig. 1) conţine amplificatorul operaţional 1 cu rezistorul 2, conectat în reacţie inversă negativă, prima clemă 3 conectată la masă, al doilea rezistor 4, conectat între intrarea neinversoare a amplificatorului 1 şi masă şi a doua clemă 5, conectată la intrarea inversoare a amplificatorului 1, precum şi amplificatorul diferenţial 6, conectat cu intrările respectiv la ieşirea amplificatorului 1 şi la intrarea neinversoare a acestuia. Divizoarele de tensiune 7 şi 8 sunt conectate cu contactele a la ieşirea amplificatorului 6 şi cu contactele b la masă. Amplificatoarele programabile 9 şi 10 sunt conectate cu intrările respectiv la contactele c ale divizoarelor 7 şi 8. Defazorul 11 este conectat cu intrarea la ieşirea amplificatorului 10. Amplificatorul diferenţial 12 este conectat cu intrările respectiv la ieşirile amplificatorului 9 şi defazorului 11, iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a amplificatorului 1. Divizoarele de tensiune 7 şi 8 posedă ambele aceeaşi structură (fig. 2), formată din n rezistoare cu rezistenţele Rd1, Rd2, ..., Rdn, conectate în serie, rezistoarele extreme fiind conectate cu polii liberi la contactele a şi b. Comutatorul este conectat cu contactul mobil la contactul c al divizorului, iar cu contactele fixe - respectiv la polii rezistoarelor divizorului şi la contactul a. The converter (fig. 1) contains the operational amplifier 1 with the resistor 2, connected in negative feedback, the first terminal 3 connected to ground, the second resistor 4, connected between the non-inverting input of the amplifier 1 and ground and the second terminal 5, connected to the inverting input of the amplifier 1, as well as the differential amplifier 6, connected with its inputs to the output of the amplifier 1 and to its non-inverting input, respectively. The voltage dividers 7 and 8 are connected with contacts a to the output of the amplifier 6 and with contacts b to ground. The programmable amplifiers 9 and 10 are connected with their inputs to the contacts c of the dividers 7 and 8. The phase shifter 11 is connected with its input to the output of the amplifier 10. The differential amplifier 12 is connected with its inputs to the outputs of the amplifier 9 and the phase shifter 11, and with its output - to the non-inverting input of the amplifier 1. The voltage dividers 7 and 8 both have the same structure (fig. 2), consisting of n resistors with resistances Rd1, Rd2, ..., Rdn, connected in series, the extreme resistors being connected with their free poles to the contacts a and b. The switch is connected with its movable contact to the contact c of the divider, and with its fixed contacts - to the poles of the divider resistors and to the contact a, respectively.
Convertorul funcţionează în modul următor. The converter operates in the following mode.
Conform [MD 248 Z 2011.03.31], tensiunea U1 la ieşirea amplificatorului diferenţial 6 constituie: According to [MD 248 Z 2011.03.31], the voltage U1 at the output of differential amplifier 6 is:
U1 = - Kd1 · Ii · R, (1) U1 = - Kd1 Ii R, (1)
unde: Kd1 - coeficientul de amplificare al amplificatorului diferenţial 6. where: Kd1 - the amplification coefficient of the differential amplifier 6.
Tensiunile U2, U3 la contactele c ale divizoarelor 7 şi 8 constituie respectiv: The voltages U2, U3 at contacts c of dividers 7 and 8 are respectively:
U2 = Kbr · U1 = - Kbr · Kd1 · Ii · R, (2) U2 = Kbr · U1 = - Kbr · Kd1 · Ii · R, (2)
U3 = Kbx · U1 = - Kbx · Kd1 · Ii · R, (3) U3 = Kbx · U1 = - Kbx · Kd1 · Ii · R, (3)
unde: Kbr, Kbx - respectiv, coeficienţii de divizare ai divizoarelor 7 şi 8. where: Kbr, Kbx - respectively, the division coefficients of the divisors 7 and 8.
Tensiunile U4, U5 la ieşirile amplificatorului 9 şi defazorului 11 constituie respectiv: The voltages U4, U5 at the outputs of amplifier 9 and phase shifter 11 are respectively:
U4 = Klr · U2 = - Klr · Kbr · Kd1 · Ii · R, (4) U4 = Klr · U2 = - Klr · Kbr · Kd1 · Ii · R, (4)
U5 = Kφ · Klx · U3 = - j Klx · Kbx · Kd1· Ii · R, (5) U5 = Kφ · Klx · U3 = - j Klx · Kbx · Kd1· Ii · R, (5)
unde: Klr, Klx - factorii de transfer respectivi ai amplificatoarelor 9 şi 10, where: Klr, Klx - the respective transfer factors of amplifiers 9 and 10,
Kφ=M·j sin 90º=j - factorul de transfer al defazorului 11, M = 1. Kφ=M·j sin 90º=j - the transfer factor of the phase shifter 11, M = 1.
Tensiunea Ui la ieşirea amplificatorului 12, luând în consideraţie (4) şi (5), constituie: The voltage Ui at the output of amplifier 12, taking into account (4) and (5), is:
Ui = Kd2 · (U5 - U4) = Kd1 · (Kbr · Klr - j Kbx · Klx) ·R · Ii, (6) Ui = Kd2 · (U5 - U4) = Kd1 · (Kbr · Klr - j Kbx · Klx) ·R · Ii, (6)
unde Kd2 =1 - factorul de transfer al amplificatorului 12. where Kd2 =1 - the transfer factor of the amplifier 12.
Impedanţa Zi reprodusă de convertor la clemele 3 şi 5 se determină: The impedance Zi reproduced by the converter at terminals 3 and 5 is determined:
Zi = Ui / Ii = Kd1 · (Kbr· Klr - jKbx· Klx) ·R ≡ Ri + jXi , (7) Zi = Ui / Ii = Kd1 · (Kbr· Klr - jKbx· Klx) ·R ≡ Ri + jXi , (7)
unde: Ri = Kd1· Kbr· Klr·R, where: Ri = Kd1 Kbr Klr R,
Xi = - Kd1· Kbx· Klx·R - respectiv componentele activă şi reactivă ale impedanţei reproduse. Xi = - Kd1· Kbx· Klx·R - respectively the active and reactive components of the reproduced impedance.
După cum rezultă din (7), selectarea benzii de valori a componentelor activă şi reactivă ale impedanţei reproduse se efectuează prin reglarea în trepte a coeficienţilor de divizare Kbr, Kbx ai divizoarelor 7 şi respectiv 8, iar reglarea lină a acestor componente - prin reglarea respectivă a factorilor de transfer Klr, Klx ai amplificatoarelor 9 şi 10. Valoarea maximă a componentelor impedanţei reproduse este determinată de valoarea factorului de transfer Kd1 al amplificatorului 6. As follows from (7), the selection of the range of values of the active and reactive components of the reproduced impedance is carried out by stepwise adjustment of the division coefficients Kbr, Kbx of dividers 7 and 8, respectively, and the smooth adjustment of these components - by respectively adjusting the transfer factors Klr, Klx of amplifiers 9 and 10. The maximum value of the reproduced impedance components is determined by the value of the transfer factor Kd1 of amplifier 6.
Ca exemplu de implementare practică poate servi cazul în care R = 1 KΩ, Kd1 = 100. Atunci, conform (7), la variaţia coeficientului Klr în banda de valori -1…+1, pentru Kbr = 0,01, componenta activă Ri a impedanţei Zi va varia în banda de valori Ri = (-1 KΩ…+1 KΩ), iar pentru Kbr = 1, Ri = -100 KΩ…+100 KΩ. La variaţia coeficientului Klx în banda de valori -1…+1, pentru Kbx = 0,01, Xi = (-1 KΩ…+1 KΩ), iar pentru Kbx = 1, Xi = (-100 KΩ…+100 KΩ). As an example of practical implementation, the case where R = 1 KΩ, Kd1 = 100 can serve. Then, according to (7), when the coefficient Klr varies in the value range -1…+1, for Kbr = 0.01, the active component Ri of the impedance Zi will vary in the value range Ri = (-1 KΩ…+1 KΩ), and for Kbr = 1, Ri = -100 KΩ…+100 KΩ. When the coefficient Klx varies in the value range -1…+1, for Kbx = 0.01, Xi = (-1 KΩ…+1 KΩ), and for Kbx = 1, Xi = (-100 KΩ…+100 KΩ).
1. MD 248 Z 2011.03.31 1. MD 248 Z 2011.03.31
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20140025A MD818Z (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | Impedance converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20140025A MD818Z (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | Impedance converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD818Y MD818Y (en) | 2014-09-30 |
| MD818Z true MD818Z (en) | 2015-04-30 |
Family
ID=51625709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20140025A MD818Z (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | Impedance converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD818Z (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD2130G2 (en) * | 2002-01-23 | 2003-09-30 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD2462G2 (en) * | 2003-10-09 | 2004-11-30 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD3133G2 (en) * | 2005-10-04 | 2007-03-31 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD3154G2 (en) * | 2005-10-04 | 2007-03-31 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD3173G2 (en) * | 2006-03-21 | 2007-05-31 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD248Z (en) * | 2009-07-07 | 2011-02-28 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD672Y (en) * | 2013-01-24 | 2013-08-31 | Univ Tehnica Moldovei | Impedance converter |
| MD701Y (en) * | 2013-08-28 | 2013-11-30 | Univ Tehnica Moldovei | Impedance converter |
-
2014
- 2014-02-26 MD MDS20140025A patent/MD818Z/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD2130G2 (en) * | 2002-01-23 | 2003-09-30 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD2462G2 (en) * | 2003-10-09 | 2004-11-30 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD3133G2 (en) * | 2005-10-04 | 2007-03-31 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD3154G2 (en) * | 2005-10-04 | 2007-03-31 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD3173G2 (en) * | 2006-03-21 | 2007-05-31 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD248Z (en) * | 2009-07-07 | 2011-02-28 | Технический университет Молдовы | Impedance converter |
| MD672Y (en) * | 2013-01-24 | 2013-08-31 | Univ Tehnica Moldovei | Impedance converter |
| MD701Y (en) * | 2013-08-28 | 2013-11-30 | Univ Tehnica Moldovei | Impedance converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD818Y (en) | 2014-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MD3461F1 (en) | Admittance converter | |
| MD248Y (en) | Impedance converter | |
| MD3154F1 (en) | Impedance converter | |
| MD2462G2 (en) | Impedance converter | |
| MD420Z (en) | Impedance converter | |
| MD2130G2 (en) | Impedance converter | |
| MD195Y (en) | Impedance converter | |
| MD3689F1 (en) | Impedance converter | |
| MD818Z (en) | Impedance converter | |
| MD701Z (en) | Impedance converter | |
| CN103427771A (en) | Balanced transformer less (BTL) differential type audio power amplification circuit | |
| MD672Y (en) | Impedance converter | |
| Su | A method for realizing the negative-impedance inverter | |
| MD3133G2 (en) | Impedance converter | |
| MD445Y (en) | Impedance meter | |
| CN107172537B (en) | Signal amplifying circuit and power amplifying equipment | |
| MD649Z (en) | Negative resistance converter | |
| MD740Z (en) | Impedance converter | |
| CN114449415A (en) | 3D sound effect circuit for earphone | |
| MD638Z (en) | Impedance converter | |
| MD888Z (en) | Impedance converter | |
| MD817Z (en) | Negative resistance converter | |
| RU2411524C1 (en) | Signal generating device for measuring nonlinear distortions | |
| RU2010100705A (en) | TWO OUTPUTS NONLINEAR DISTORTION TEST METER | |
| CN205693649U (en) | A kind of closed control circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG9Y | Short term patent issued | ||
| KA4Y | Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) |