SU1486940A1

SU1486940A1 - Преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения

Info

Publication number: SU1486940A1
Application number: SU874258553A
Authority: SU
Inventors: Fedor M Matskul
Original assignee: Fedor M Matskul
Priority date: 1987-06-09
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых вольтметрах

при измерении среднеквадратического значения переменного напряжения произвольной формы. Цель изобретения повышение точности при преобразовании сигналов с большим коэффициентом амплитуды. Преобразователь содержит выпрямитель 1, логарифматоры 2, 7,

11, 13, усредняющий преобразователь тока 4, резисторы 5, 9, конденсаторы 6, 14, транзисторы 3, 12, операционный усилитель 8, диод 10, переменный резистор 15. Повышение точности достигается за счет отключения цепи сигнала коррекции, выполненной на резисторе 9 и диоде 10, при малых коэффициентах амплитуды сигнала. 1 ил.

5Ц,·,, 1486940 А1

1486940

Изобретение 'относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых вольтметрах при измерении среднеквадратического 5 значения переменного напряжения произвольной формы.

Цель изобретения - повышение точности при преобразовании сигналов с большим коэффициентом амплитуды. 10

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя среднеквадратического значения переменного напряжения.

15

Преобразователь содержит выпрямитель 1₉ вход которого соединен с входом устройства, первый логарифматор 2, вход которого подключен к выходу выпрямителя!, первый транзистор 3, 20

эмиттер которого подключен к выходу первого логарифматора 2, усредняющий преобразователь тока в напряжение на первом операционном усилителе 4, инвертирующий вход которого подключен 25 к коллектору первого транзистора 3 и через параллельно включенные первый резистор 5 и первый конденсатор 6 к выходу первого операционного усилителя 4 и к выходу устройства, а не- 30 инвертирующий вход - к общей шине, второй логарифматор 7, вход которого подключен к выходу устройства, а выход - к базе первого транзистора 3, второй операционный усилитель 8, по- 35 (Следовательно соединненые второй резистор 9 и диод 10, включенные между инвертирующим входом первого операционного усилителя 4 и выходом второго операционного усилителя 8, инвер- 40 тирующий вход последнего подключен к Выходу второго логарифматора 7, тре- тий логарифматор 11, вход которого подключен к выходу выпрямителя 1, второй транзистор 12, эмиттер которого 45 подключен к выходу третьего логарифматора ,11, а база и коллектор объединены и подключены к неинвертирующему входу второго операционного усилителя 8, четвертый логарифматор 13, ёыход которого подключен к коллектору второго транзистора 12, а вход - к общей шине, второй конденсатор 14, первый вывод которого подключен к выходу четвертого логарифматора 13, а 55 второй - к юбщей шине, элемент 15 балансировки, первый, второй, третий выходы которого подключены к соответствующим выводам внешней балансировки

напряжения разбаланса второго операционного усилителя 8.

Преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения работает следующим образом.

Выпрямитель 1 выделяет абсолютное, значение (модуль) входного сигнала, подаваемого на входы логарифматоров 2 и 11. Последние осуществляют удвоенное логарифмирование модуля входного сигнала, причем логарифматор 2 в широком динамическом диапазоне токов, а логарифматор 11 - в динамическом диапазоне, ограниченном сверху на некотором уровне, определяемом требуемыми погрешностями преобразования сигналов с большим коэффициентом амплитуды с учетом динамического диапазона логарифматора 11. Логарифматор 7 производит логарифмирование выходного постоянного сигнала. Антилогарифмирование разности выходных напряжений логарифматоров 2 и 7 осуществляет транзистор 3.

Ток коллектора транзистора 3 усредняется и преобразуется в выходное напряжение усилителем 4 в совокупности с резистором 5 и конденсатором 6. Логарифматор 13 и конденсатор 14 осуществляют вьщеление логарифма постоянной составляющей сигнала при обратном преобразовании выходного напряжения логарифматора 11. Антилогарифмирование разности выходных напряжений логарифматоров 11 и 13 осуществляется транзистором 12.

Усилитель 8 с элементом 15 балансировки отключают цепь сигнала коррекции, выполненную на резисторе 9 и диоде 10, при малых коэффициентах амплитуды сигнала и отслеживают постоянство разности выходных постоянных сигналов логарифматоров 7 и 13 при больших коэффициентах амплитуды, вводя сигнал коррекции. Причем сигнал коррекции вводится в схему формирования выходного напряжения в случае . уменьшения выходного напряжения логарифматора 7 в результате влияния нелинейного сопротивления области базы коллекторному току транзистора 3.

Для коррекции используется специально сформированный логарифмический сигнал постоянного тока с существенно уменьшенным влиянием сопротивления области базы, что и снижает погрешность преобразования. В целом в преобразователе реализуется алгоритм

5

преобразования входного сигнала в постоянное напряжение по уровню среднеквадратического значения

т

^иВмх = у $ ^е*Р Е² 1η/υ_βχ (£) О

- ^1п

где - выходное напряжение преобразователя;

υ_βχ(ν) - входное напряжение преобразователя;

Т - период усреднения.

Claims

Формула изобретения Преобразователь среднеквадратичес-,

кого значения переменного напряжения, содержащий выпрямитель, вход которого соединен с входом устройства, первый логарифматор, вход которого подключен к выходу выпрямителя, первый транзистор, эмиттер которого подключен к выходу первого логарифматора, усредняющий преобразователь тока в. напряжение на первом операционном усилителе, инвертирующий вход которого подключен к коллектору первого транзистора и через параллельно соединенные первые резистор и конденсатор - к выходу первого операционного усилителя и выходу устройства, а неинвертирующий вход - к общей шине,

1486940

6

второй логарифматор, вход которого подключен к выходу устройства, а выход - к базе первого транзистора, второй операционный усилитель, после⁰ довательно соединенные второй резистор и диод, включенные между инвертирующим входом первого операционного усилителя и выходом второго опе^0 рационного усилителя, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности при Преобразовании сигналов с большим коэффициентом амплитуды, в него дополнительно вве15 дены третий и четвертый логаркфматоры, второй транзистор, второй конденсатор и элемент балансировки, причем вход третьего логарифматора подключен к выходу выпрямителя, а выход 20 ^к эмиттеру второго транзистора, база и коллектор которого объединены л подключены к выходу четвертого логарифматора, к первому выводу второго конденсатора, и к неинвертирующему

25 входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к базе первого транзистора, вход четвертого логарифматора и второй вывод второго конденсатора под- .·

30 ключены к общей шине, первый, второй и третий выводы элемента балансировки подключены к соответствующим выводам внешней балансировки второго операционного усилителя.