SU1114961A1

SU1114961A1 - Ac-to-dc voltage converter

Info

Publication number: SU1114961A1
Application number: SU823419186A
Authority: SU
Inventors: Леонид Иванович Волгин; Александр Владимирович Ефимов; Александр Игоревич Зарукин; Николай Алексеевич Бравин
Original assignee: Ульяновский политехнический институт
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1984-09-23

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий первый и второй термопреобразователи,, выходы которых соединены встречнопоследовательно , вход первого термопреобразовател подключен к входным шинам, вход второго - к общей и выходной шинам, а его свободный выходной вывод - к общей шине, первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен свободным выходным выводом первого термопреобразовател , а выход через первый резистор - с входом эмиТтерного повторител , выход которого соединен с выходной шиной, второй операционный усилитель, первый и второй диоды, соединенные согласнопоследовательно , точка соединени которых подключена к выходу второго операционного усилител , второй резистор , отличающийс тем, что, с целью расширени динамического диапазона, катод первого диода соединен с входом эмиттерного повторител , анод второго диода с инвертирующим входом второго операционного усилител и через второй резистор - с выходной шиной, а инвертирующий вход первого операционного усилител и неинвертирующий вход второго операционного усилител подключены к общей шине.AC VOLTAGE VOLTAGE CONVERTER containing the first and second thermal converters, the outputs of which are connected oppositely, the input of the first thermal converter is connected to the input buses, the second input to the common and output buses, and its free output output to the common bus, the first operational amplifier non-inverting the input of which is connected by the free output terminal of the first thermal converter, and the output through the first resistor is connected to the input of the emTTER repeater, whose output is connected to the output bus Noah, the second operational amplifier, the first and second diodes, connected in series, the connection point of which is connected to the output of the second operational amplifier, the second resistor, characterized in that, in order to expand the dynamic range, the cathode of the first diode is connected to the input of the emitter follower, the second diode with the inverting input of the second operational amplifier and through the second resistor with the output bus, and the inverting input of the first operational amplifier and the non-inverting input of the second operation This amplifier is connected to a common bus.

Description

;;

О) Изобретение относитс к технике электроизмерений и может быть использовано в вольтметрах эффективных напр жений. Известен преобразователь переме ного напр жени в посто нное, содер жащий два термопреобразовател : входной и обратного преобразовани выходы которых соединены встречнопоследовательно и включены между входами операционного усилител , к«выходу которого подключен вход повторител .напр жени и цепь защиты , а выход повторител напр жени соединен с выходной шиной и входом термопреобразовател обратного преобразовани lj . Известный преобразователь имеет недостаточно широкий динамический диапазон из-за возможности по влени на его выходе отрицательного на пр жени при малом уровне входного сигнала, при этом отрицательна обратна св зь через термопреобразова тель обратного преобразовани превращаетс , в положительную и операционный усилитель насьпцаетс , вслед ствие чего преобразователь неработо способен при малом уровне входного сигнала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс пре образователь переменного напр жени в посто нное, содержащий первый и второй термопреобразователи, выходы которых соединены встречнопоследовательно , вход первого термопреобразовател подключен к входным шинам, вход второго - к общей и выходной щинам, и его свободный вх ной вывод - к общей щине,первый опе ционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен со свободным вьЬсодным выводом первого термопреобразовател , а выход - через пе вый резистор с входом эмиттерного повторител , выход которого соедине с выходной щиной, второй операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходной, а инвертирующий - через второй резистор с общей шиной, первый и второй диоды соединенные согласно-последовательно v точка соединени которых подключена к выходу второго операционного усилител , анод первого диода - к инвертирующему входу первого операционного усилител и через третий резистор к общей, шине, а катод второго диода - к инвертирующему входу второго операционного усилител 2 . Преобразователь содержит цепь защиты от инверсии выходного напр жени , состо щую из второго операционного усилител , второго и третьего резисторов, первого и второго диодов. Однако и он имеет недостаточно широкий динамический диапазон , поскольку при малом уровне входного сигнала разность выходных напр жений термопреобразователей соизмерима с напр жением на третьем резисторе, обусловленна проникающим через него обратным током запертого первого диода, что резко снижает точность преобразовани . Цель изобретени - расширение динамического диапазона. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе переменного напр жени в посто нное, содержащем первый и второй термопреобразователи , выходы которых соединены встречно-последовательно, вход первого термопреобразовател подключен к входным шинам, вход второго - к общей и выходной щинам, и его свободный выходной вывод - к общей шине, первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен со свободным выходным выводом первого термопреобразовател , а выход через первый резистор с входом эмиттерного повторител , выход которого соединен с выходной шиной, второй операционный усилитель, первый и второй диоды, соединенные согласнопоследовательно , точка соединени которых подключена к выходу второго операционного усилител , второй резистор , катод первого диода соединен с входом эмиттерного повторител , анод второго диода - с инвертирующим входом второго операционного усилител и через второй резистор с выходной шиной, а инвертирующий вход первого операционного усилител и неинв.ертируюпхий вход второго, операционного усилител подключены к общей шине. На чертеже приведена электрическа схема преобразовател переменного напр жени в посто нное. A) The invention relates to an electrical measurement technique and can be used in effective voltage voltmeters. A known converter of alternating voltage into a constant, containing two thermal converters: input and inverse conversion, the outputs of which are connected oppositely and connected between the inputs of the operational amplifier, the output of which is connected to the input of the repeater voltage and the protection circuit, and the output of the voltage follower is connected with the output bus and the input of the inverse transform thermocouple lj. The known converter has an insufficiently wide dynamic range due to the possibility of the appearance at its output of a negative voltage at a low level of the input signal, while the negative feedback through the reverse transducer is transformed, the positive and operational amplifier becomes impenetrable, as a result of which the converter Neraboto is capable of low input signal. The closest in technical essence to the invention is a variable voltage transducer to a constant, containing the first and second thermal converters, the outputs of which are connected oppositely, the input of the first thermal converter is connected to the input buses, the second input to the common and output wiring, and its free input output pin to a common bus, the first op amp, the non-inverting input of which is connected to the free transceiver pin of the first thermal converter, and the output through a first resistor to the input A secondary repeater, the output of which is connected to the output, the second operational amplifier, the non-inverting input of which is connected to the output, and the inverting input — via a second resistor with a common bus; the first and second diodes are connected in series with the output of the second operational amplifier, the anode of the first diode to the inverting input of the first operational amplifier and through the third resistor to the common bus, and the cathode of the second diode to the inverting input of the second operational amplifier 2. The converter contains an output voltage inversion protection circuit consisting of a second operational amplifier, second and third resistors, and first and second diodes. However, it also does not have a wide enough dynamic range, since at a low level of the input signal, the difference in output voltages of thermal converters is comparable with the voltage across the third resistor, due to the reverse current of the first diode penetrating through it, which drastically reduces the conversion accuracy. The purpose of the invention is to expand the dynamic range. The goal is achieved by the fact that in an alternating voltage converter into a constant, containing the first and second thermal converters, the outputs of which are connected counter-sequentially, the input of the first thermal converter is connected to the input buses, the second input to the common and output wiring, and its free output output - to the common bus, the first operational amplifier, the non-inverting input of which is connected to the free output terminal of the first thermal converter, and the output through the first resistor to the emitter input, repeat the output of which is connected to the output bus, the second operational amplifier, the first and second diodes connected in series, the connection point of which is connected to the output of the second operational amplifier, the second resistor, the cathode of the first diode connected to the emitter follower input, the anode of the second diode to the second inverter the operational amplifier and through the second resistor with the output bus, and the inverting input of the first operational amplifier and the non-injected second input of the second, operational amplifier are connected to bschey bus. The drawing shows an electrical circuit for converting an alternating voltage into a constant voltage.

33

Преобразователь переменного напржени в посто нное содержит первый 1 и второй 2 термопреобразователи, выходы которых соединены встречнопоследовательно , вход первого термопреобразовател 1 подключен к входным шинам, вход второго 2 к общей и выходной шинам, и его свободный выходной вывод - к общей шине , первый операционный усилитель 3 неинвертирующий вход которого соединен со свободным .выходным выводом первого термопреобразовател 1, а - через первый резистор 4 с входом эмиттерного повторител 5, выход которого соединен с выходной шиной, второй операционный усилитель 6, первый 7 и второй 8 диоды , соединенные согласно-последовательно , точка соединени которы подключена к выходу второго операционного усилител 6, второй резистор 9. Катод первого диода 7 соединен с входом эмиттерного повторител 5, анод второго диода 8 - с инвертирующим входом второго операционного усилител 6, и через второй резистор 9 - с выходной шиной, 1 а инвертирующий вход первого опера ционного усилител 3 и неинвертирующий вход второго операционногоThe variable voltage to constant converter contains the first 1 and second 2 thermal converters, the outputs of which are connected oppositely, the input of the first thermal converter 1 is connected to the input buses, the second input 2 to the common and output buses, and its free output output to the common bus, the first operational amplifier 3 non-inverting input of which is connected to the free output of the first thermal converter 1, and through the first resistor 4 to the input of the emitter follower 5, the output of which is connected to the output bus, the second operational amplifier 6, the first 7 and second 8 diodes connected in series, the connection point of which is connected to the output of the second operational amplifier 6, the second resistor 9. The cathode of the first diode 7 is connected to the input of the emitter follower 5, the anode of the second diode 8 is inverted the input of the second operational amplifier 6, and through the second resistor 9 - with the output bus, 1 and the inverting input of the first operational amplifier 3 and the non-inverting input of the second operating

, усилител 6 подключены к общей шинеthe amplifier 6 is connected to a common bus

Преобразователь переменного напр жени в посто нное работает следующим образом.The AC-to-DC converter operates as follows.

Первый термопреобразователь 1 квадрирует входной сигнал и второй термопреобразователь 2 - выходное напр жение. Разность выходных сигналов термопреобразователей 1 и 2 усиливаетс первым операционнымThe first thermal converter 1 squares the input signal and the second thermal converter 2 the output voltage. The difference between the output signals of the thermocouples 1 and 2 is amplified by the first operational

614614

усилителем 3. Поскольку первый операционный усилитель 3 имеет большой коэффициент усилени , то разность между входными напр жени ми термопреобразователей 1 и 2 мала и в соответствии с алгоритмом взаимообразных; преобразований выходное напр жение преобразовател пропорционально эффективному значению входного сигнала. Эмиттерный повторитель 5 защищает второй термопреобразователь 2 от перегрузки . При по влении на выходной шине преобразовател напр жени amplifier 3. Since the first operational amplifier 3 has a large gain factor, the difference between the input voltages of thermal converters 1 and 2 is small and in accordance with a mutually consistent algorithm; The output voltage of the converter is proportional to the effective value of the input signal. The emitter follower 5 protects the second thermal converter 2 from overload. When a voltage transducer appears on the output bus

отрицательной пол рности ни выходе второго операционного усилител 6 по вл етс положительное напр жение, которое отпирает первый диод 7. Таким образом, замыкаетс цепь стопроцентной обратной св зи, охватывающей эмиттерный повторитель, на входе которого поддерживаетс при этом нулевой уровень напр жени . Второй диод 8,предотвращает насыщение второго операционного усилител 6. При увеличении выходного напр жени первого операционного усилител 3 на выходной шине преобразовател напр -. жение становитс положительной norNegative polarity or the output of the second operational amplifier 6 appears positive voltage, which unlocks the first diode 7. Thus, one hundred percent feedback circuit is closed, covering the emitter follower, at the input of which a zero voltage level is maintained. The second diode 8 prevents saturation of the second operational amplifier 6. When increasing the output voltage of the first operational amplifier 3 on the output bus of the converter eg. life becomes positive nor

л рности. При этом выходное напр жение второго операционного усилител 6 инвертируетс и первый диод 7 запираетс , отключа цепь отрицагтельной обратной св зи. Посколькуlnness. In this case, the output voltage of the second operational amplifier 6 is inverted and the first diode 7 is closed, disconnecting the negative feedback circuit. Insofar as

обратный ток запертого диода 7 не протекает в выходных цеп х термопреобразователей 1 и 2, то при работе с сигналами малого уровн повышаетс точность преобразовани и,the reverse current of the locked diode 7 does not flow in the output circuits of the thermocouples 1 and 2; then, when working with low level signals, the conversion accuracy and,

следовательно, расшир етс динамический диапазон преобразовател .consequently, the dynamic range of the converter is expanded.

ДпкГDpkg

Claims

AC VOLTAGE CONVERTER TO DC, containing the first and second thermal converters, the outputs of which are connected in series, the input of the first thermal converter is connected to the input buses, the input of the second to the common and output buses, and its free output terminal is connected to the common bus, the first operational amplifier, non-inverting - the input of which is connected to the free output terminal of the first thermal converter, and the output through the first resistor is connected to the input * of the emitter follower, the output of which is connected to the output bus , the second operational amplifier, the first and second diodes connected in series, the connection point of which is connected to the output of the second operational amplifier, a second resistor, characterized in that, in order to expand the dynamic range, the cathode of the first diode is connected to the input of the emitter follower, the anode of the second diode with the inverting input of the second operational amplifier and through the second resistor with the output bus, and the inverting input of the first operational amplifier and the non-inverting input of the second operational amplifier The connectors are connected to a common bus.

SU ™ 1114961