SU1064217A1 - Линейный преобразователь действующего значени переменного напр жени - Google Patents

Abstract

ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый и второй полевые транзисторы, затворы которых соединены между собой и с выходом первого усилител  разбаланса , вкод которого соединен с истоком первого транзистора и через первый резистор св зан с входной шиной и стоком второго транзистора, инвертирующий усилитель, вход которого соединен с.истоком второго транзистора и первым выводом второго резистора, а выход - с вторым выводом второго резистора и входом фильтра низкой частоты, выход которого соединен с выходной шиной, стоком первого транзистора и входом дополнительного инвертирующего усилител  , отличающийс  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона и повышени  чувствительности , в него дополнительно введены третий полевой транзистор, второй фильтр низкой частоты, второй усилитель разбаланса и источник опорного напр жени , при этом сток третьего транзистора подключен к выходу дополнительного инвертируюI щего усилител , исток - к истоку первого транзистора, затвор - к (Л выходу второго усилител  разбаланса, выход первого усилител  разбаланса через второй фильтр низкой частоты св зан с одним входом второго усилител  разбаланса, а выход источникаопорного напр жени  соединен с Другим входом второго урнлител  разо баланса. У 4а

Description

Изобретение относитс  к электроизмерени м и может быть использовано в вольтметрах переменного тока.

Известен линейный преобразователь действующего значени  переменного напр жени , содержащий соединенные последовательно двухполупериодный выпр митель, квадратирующее устройство, выполненное в виде двух полевых транзисторов, двух операционных усилителей, резисторы и фильтр низкой частоты ij .

Однако необходимость использовани  двухполупериодного выпр мител  в указанном преобразователе приводит к его усложнению и увеличению погрешности преобразовани  за счет погрешности, вносимой выпр мителем.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  линейный преобразователь действующего значени  переменного напр жени , содержащий первый и второй полевые транзисторы, затворы которых соединены между собой, первый и второй резисторы, подключенные одним из выводов к истокам соответственно первого и второго полевых транзисторов, усилитель разбаланса , включенный между истоком и затвором первого полевого транзистора , инвертирующий усилитель, включенный между истоком второго полевого транзистора и входом фильтра низких частот, третий резистор и дополнительный инвертирующий усилитель , причем третий резистор включен между истоком первого полевого транзис5тора и входной шиной преобразовател , св занной со стоком второго полевого транзистора, дополнительный инвертирующий усилитель включен между другим выводом первого резистора и выходом фильтра низких частот, св занньм со стоком первого полевого транзистора, а другой вывод второго резистора соединен с входом фильтра низких частот 2 .

К недостаткам известного преобразовател  относ тс  суженный динамический диапазон в области малого уровн  входного сигнала и невысока  чувствительность, так как при малом уровне входного сигнала значительную долю выходного напр жени  преобразовател  составл ет напр жение,, вызванное дрейфом инвертирующего усилител . Если суммарное выходное напр жение положительно, то усилитель разбаланса входит в насьвдение, и запирает транзисторы. Дл  нормальной работы преобразовател  необходимо входное напр жение такого уровн  , при котором усилитель разбаланса мог бы выйти из насыщени .

Цель изобретени  - расширение динамического диапазона и повышение чувствительности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в линейный преобразователь действующего значени  переменного напр жени , содержащий первый и второй полевые транзисторы, затворы которых соединены между собой и с выходом первого усилител  разбаланса , вход которого соединен с истоком первого транзистора и через первый резистор св зан с входной шиной и стоком второго транзистора, инвертирующий усилитель, вход которого соединен с истоком второго транзистора и первым выводом второго резистора, а выход - с BTOpbjM выводом второго резистора и входом фильтра низкой частоты, выход которого соединен с выходной шиной, стоком первого транзистора и входом дополнительного, инвертирующего усилител  , дополнительно введены третий полевой транзистор, второй фильтр низкой частоты, второй удилитель разбаланса и источник опорного напр жени , при этом сток третьего транзистора подключен к выходу дополнительного инвертирующего усилител  , исток - к истоку первого транзистора, затвор - к выходу второго усилител  разбаланса , выход первого усилител  разбаланса через второй фильтр низкой частоты св зан с одним входом второго усилител  разбаланса, а выход источника опорного напр жени  соединен с другим входом второго усилител  разбаланса,

На чертеже приведена электрическа  схема линейного преобразовател  действующего значени  переменного напр жени .

Линейный преобразователь действующего значени  переменного напр жени  содержит первый 1 и второй 2 полевые транзисторы, затворы которых соединены между собой и с выходом первого усилител  3 разбаланса, вход которого соединен с истоком первого транзистора 1 иЧерез первый резистор 4 св зан с входной шиной 5 и стоком второго транзистора 2, инвертирующий усилитель 6, вход которого соединен с истоком второго транзистора 2 и первьлм выводом второго резистора 7, а выхол- с вторым выводом второго резистора 7 и входом фильтра 8 низкой частоты , выход -которого соединен с выходной шиной 9, стоком первого транзистора 1 и входом дополнительного инвертирующего усилител  10, В преобразователь дополнительно введены третий полевой транзистор 11, второ фильтр 12 низкой частоты, второй усилитель 13 разбаланса и источник 14 опорного напр жени , при этом сток третьего транзистора 11 подключен к выходу дополнительного инвертирующего усилител  10, исто к истоку первого транзистора 1, з твор - к выходу второго усилител  13 разбаланса. Выход первого усил тел  3 разбаланса через второй фил 12 низкой частоты св зан с одним входом второго усилител  13 раэба лаиса, а выход источника 14 опорно го напр жени  соединен с другим входом второго усилител  13 разбаланса . Пpeoбpaзoвateль работает следую щим образом. Первый усилитель 3 разбаланса поддерживает на своем входе бгшан токов Ue,lt) где Ugj (t) - входной сигнал преобразовател  - выходное напр же ние преобразовател  -проводимость резистора 4; -проводимостикан лов транзисторов 11 и 1. Под действием входного сигнала и выходного напр жени  преобразова . 1«л  напр жение на затворе транзис тора 1 измен етс  таким образом, что его проводимость « if Выходное напр жение инвертирующего усилител  6 св зано с входним сигналом соотношением U2 -Ue«W- где Uj - выходное напр же ние инвертирукиде го усилител  6; - проводимость канала транзисто ; G . - проводимость резистора 7. Параметры транзисторов 1 и 2 выбирают идентичнымиf поэтому G4 GZ и в соотношении (3J можно подставить значение Gf, определ емое из соотношени  (2) . Фильтр 8 низких частот усредн ет за период Т входного сигигша напр жение Ug, поэтому на выходе преобразовател  -ll -« - i -l;«v и вх (t) представл ет собой колебание синусоидальной формы, поэтому первое слагаемое в соотношении (5) равно нулю u;AiUi, -нТаким образом, выходное напр жение преобразовател  пропорционально действующему значению входного сигнала . Цепь, образованна  усилител ми 3 и 13 разбаланса, фильтром 12 низкой частотыИ полевым транзистором 11, представл ет контур стабилизации сдвига нулевого уровн  усилител  13 разбаланса. Указанный сдвиг нулевого уровн  выбирают из услови  минимальной нелинейности коэффициента преобразовани , он имеет положительную пол рность. Если сдвиг превышает заданное значение , то соответствующее приращение напр жени  на выходе первого усилител  3 разбаланса через второй фильтр 12 низкой частоты поступает на один вход второго усилител  13 разбаланса, на другой вход которого подаетс  напр жение от источника 14 опорного напр жени . Если выходное напр жение .первого усилител  3 разбаланса превышает опорное напр жение , то выходное напр жение второго усилител  13 разбаланса измен ет проводимость канала полевого транзистора 11 до тех пор, пока выходное напр жение первого усилител  3 разбаланса не станет равным заданному значению, определ емому опорным напр жением. Таким образом, выходное напр жеие первого усилител  3 разбаланса е превышает заданного значени  незвисимо от вли ни  дрейфа других силителей; поэтому преобразователь аботоспособен при малых значени х ходного сигнала, вследствие чего асшир етс  его динамический диапазон- и повышаетс  чувствительность. Преимущество изобретени  заклюаетс  в повышении достоверности аботы преобразователей за счет озможности исключени  неопределености его работы в зоне значений игналов, соизмеримых с шумами и лизких к нулевому уровню.

f-CD

Claims (1)

1. ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый и второй полевые транзйсторы, затворы которых соединены между собой и с выходом первого усилителя разбаланса, вход которого соединен с истоком первого транзистора и через первый резистор связан с входной шиной и стоком второго транзистора, инвертирующий усилитель, вход которого соединен с истоком второго транзистора и первым выводом второ- го резистора, а выход — с вторым выводом второго резистора и входом фильтра низкой частоты, выход которого соединен с выходной шиной, стоком первого транзистора и входом дополнительного инвертирующего усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения чувствительности, в него дополнительно введены третий полевой транзистор, второй фильтр низкой частоты, второй усилитель разбаланса и источник опорного напряжения, при этом сток третьего транзистора подключен к выходу дополнительного инвертирующего усилителя , исток — к истоку <д первого транзистора, затвор - к выходу второго усилителя разбаланса, выход первого усилителя разбаланса через второй фильтр низкой частоты связан с одним входом второго усилителя разбаланса, а выход источника опорного напряжения соединен с Другим входом второго у.силителя разбаланса.

   SU ,,.,1064217