SU1636782A1 - Compensation method of alternating voltage amplitude measurement - Google Patents

Compensation method of alternating voltage amplitude measurement Download PDF

Info

Publication number
SU1636782A1
SU1636782A1 SU884485438A SU4485438A SU1636782A1 SU 1636782 A1 SU1636782 A1 SU 1636782A1 SU 884485438 A SU884485438 A SU 884485438A SU 4485438 A SU4485438 A SU 4485438A SU 1636782 A1 SU1636782 A1 SU 1636782A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
frequency
alternating voltage
amplitude
amplifier
Prior art date
Application number
SU884485438A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Андреевич Костин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1614
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1614 filed Critical Предприятие П/Я А-1614
Priority to SU884485438A priority Critical patent/SU1636782A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1636782A1 publication Critical patent/SU1636782A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике электроизмерений. Цель изобретени  - повышение точности за счет уменьшени  частотной надежности преобразовани  амплитуды переменного напр жени  в посто нное. Способ реализован в амплитудном детекторе. Входной сигнал через разделительный конденсатор 4 подаетс  на затвор полевого транзистора 1, куда подведен также через резистор 5 сигнал с выхода усилител  3 посто нного тока. Полевой транзистор 1 служит дл  термокомпенсации , а источники тока 6 и 7 дл  задани  рабочих условий. Конденсатор 8 предназначен дл  частотной коррекции усилител  3 посто нного тока таким обрзазом, чтобы частота входного сигнала была выше граничной частоты усилени . 3 ил. с SThis invention relates to an electrical measurement technique. The purpose of the invention is to improve the accuracy by reducing the frequency reliability of converting the amplitude of the alternating voltage into a constant voltage. The method is implemented in an amplitude detector. The input signal through the coupling capacitor 4 is fed to the gate of the field-effect transistor 1, where the signal from the output of the DC amplifier 3 is also connected via the resistor 5. Field-effect transistor 1 serves for thermal compensation, and current sources 6 and 7 for specifying operating conditions. The capacitor 8 is designed for frequency correction of the DC amplifier 3 so that the frequency of the input signal is higher than the limiting frequency of the gain. 3 il. with s

Description

О5 СО ОЭ J 00 1чЭO5 SO OE J 00 1чE

Фиг.ЗFig.Z

Изобретение относитс  к области детектировани  амплитудного значени  переменного напр жени , а именно к измерению амплитуды переменного напр жени  средней и высокой частоты , и может найти применение в которых требуетс  точное измерение амплитуды переменного напр жени  стабильной или измен ющейс  часто- ты, например, при создании масс- спектрометров квадрупольного к омегатронного типов.The invention relates to the field of detecting an amplitude value of an alternating voltage, namely, measuring the amplitude of an alternating voltage of medium and high frequency, and may find application in which an accurate measurement of the amplitude of an alternating voltage of stable or varying frequency is required, for example, in creating masses - spectrometers quadrupole to omegatron types.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет уменьшени  частотной погрешности преобразовани .The aim of the invention is to improve the accuracy by reducing the frequency error of the conversion.

На фиг. 1 приведен график (характеристика ) зависимости тока сток- исток от напр жени  затвор-исток по- левого транзистора , на фиг. 2 - зависимость посто нного напр жени , подводимого к затвору, от величины iпеременного напр жени ; на фиг.З - Iсхема амплитудного детектора. FIG. Figure 1 shows a graph (characteristic) of the dependence of the current-drain current on the gate-source voltage of a field-effect transistor; FIG. 2 shows the dependence of the constant voltage applied to the gate on the value of i alternating voltage; on fig.Z - Ischem amplitude detector.

На фиг. 1 рабочей точке а полевого транзистора, выбранной вблизи отсечки , соответствуют напр жение U и ток й; При приложении переменного напр жени  к затвору проис- ходит преобразование напр жени  в ток, несимметричное вследствие нелинейности характеристики; положительна  полуволна усиливаетс  в большей степени, а отрицательна  - в меньшей или отсекаетс . При этом среднее значение тока сток-исток увеличиваетс . Если одновременно с переменным напр жением к затвору подводить посто нное напр жение, регулируемое таким образом, чтобы среднее значение тока сток-исток все гда было равно 0, то величина этого посто нного напр жени  может служить мерой амплитуды переменного ан пр жени  (фиг.2). При достаточно больших значени х амплитуды зависи- мЧэсть близка к линейной.FIG. 1, the operating point a of the field-effect transistor, selected near the cutoff, corresponds to the voltage U and the current d; When an alternating voltage is applied to the gate, the voltage is converted to a current that is asymmetric due to the nonlinearity of the characteristic; the positive half-wave is amplified to a greater extent, and the negative is less or cut off. In this case, the average value of the drain-source current increases. If simultaneously with the alternating voltage a constant voltage is applied to the gate, adjustable so that the average value of the drain-source current is always 0, then the value of this constant voltage can serve as a measure of the amplitude of the alternating voltage (Fig. ). For sufficiently large values of the amplitude, the dependence is close to linear.

Осуществление способа иллюстрируетс  работой амплитудного детектораThe implementation of the method is illustrated by the operation of the amplitude detector

Амплитудный детектор (фиг.1) содержит сбалансированную пару поле- вых транзисторов 1 и 2,. усилитель 3 посто нного тока, разделительный конденсатор 4, резистор 5, два источника 6 и 7 тока и конденсаторе. Вых усилител  3 через резистор 5 подключен к затвору транзистора 1, соединенному через разделительный конденThe amplitude detector (FIG. 1) contains a balanced pair of field-effect transistors 1 and 2 ,. DC amplifier 3, coupling capacitor 4, resistor 5, two current sources 6 and 7 and a capacitor. The output of the amplifier 3 through a resistor 5 is connected to the gate of the transistor 1, which is connected via a separating condenser

сатор 4 с входом детектора, затвор транзистора 2 соединен с общим проводом , а входы операционного усилител  3-е истоками транзистров 1 и 2, источники 6 и 7 тока включены в истоковые цепи полевых транзисторов 1 и 2, стоки которых объединены. Конденсатор 8 включен между инвертирующим входом и выходом усилител  3 посто нного тока, В детекторе к входу подводитс  через разделительный конденсатор 4 переменное напр жение, которое не усиливаетс , а преобразуетс  в посто нное напр жение на выходе усилител  посто нного тока.the detector 4 is connected to the detector input, the gate of transistor 2 is connected to the common wire, and the inputs of the operational amplifier are third sources of transistors 1 and 2, current sources 6 and 7 are included in the source circuits of field-effect transistors 1 and 2, the drains of which are combined. The capacitor 8 is connected between the inverting input and the output of the DC 3 amplifier. In the detector, a variable voltage is supplied to the input through the coupling capacitor 4, which is not amplified, but converted into a DC voltage at the output of the DC amplifier.

Преобразование возможно при соблюдении услови Conversion is possible subject to the conditions

f гр.от)  f gr.ot)

0 50 5

0 .„ 5 0. „5

,-п,-P

5five

где f-.. - частота преобразуемогоwhere f- .. is the frequency of the converted

БХ,BH,

входного напр жени , ff ч - гранична  частота усиле- ° ни  усилител  посто нногоinput voltage, ffh - limiting frequency of the amplification - ° nor the amplifier of the constant

тока f - гранична  частота усилени current f - limiting gain frequency

полевых транзисторов. Такой режим не  вл етс  режимом усилени  входного напр жени , так как при этом не происходит усилени  переменного или посто нного напр жени  Конденсатор 8, включенный между инвертирующим входом и выходом операционного усилител , снижает граничную частоту усилени  усилител  посто нного тока, расшир   тем самым диапазон частот детектируемого напр жени  в сторону малых значений.field effect transistors. This mode is not an input voltage boosting mode, as this does not increase the AC or DC voltage. Capacitor 8, connected between the inverting input and the output of the operational amplifier, reduces the limiting frequency of the DC amplifier, thereby expanding the frequency range voltage in the direction of small values.

Детектор работает следующим образом .The detector works as follows.

ii

При отсутствии на входе детектораIf there is no detector at the entrance

переменного напр жени  на выходе усилител  3 устанавливаетс  напр жение, соответствующее балансу схемы. Так как токи источников 6 и 7 равны, характеристики транзисторов 1 и 2 одинаковы , а напр жение затвора транзистора 2 равно нулю, то это напр жение, соответствующее балансу схемы, также близко к нулю.AC voltage at the output of amplifier 3 sets the voltage corresponding to the balance of the circuit. Since the currents of sources 6 and 7 are equal, the characteristics of transistors 1 and 2 are the same, and the gate voltage of transistor 2 is zero, this voltage, which corresponds to the balance of the circuit, is also close to zero.

При поступлении на вход детектора переменного напр жени  ток сток-исток транзистора 1 становитс  импульсным, посто нное напр жение на его истоке и на соответствующем входе усилител  3 увеличиваетс , что приводит к по влению на выходе усилител  3 отрицательного напр жени , равного по величине амплитуде переменного напр жени . Равенство нарушаетс  при малых значени х амплитуды. Возникающа  при этом погрешность тем больше, чем более линейна характеристика транзистора. Эта погрешность  вл етс  принципиально неустранимой. Однако , дл  применений, в которых более существенным  вл етс  отсутствие час тотных потерь, диапазон амплитуд, детектируемых с достаточно малой погрешностью , может быть достаточным. В амплитудном детекторе отсутствует вентильный элемент. Р-n переход зат- вора полевого транзистора не  вл етс  вентилем, так как во врем  работы к нему всегда приложено обратное напр жение. Поэтому отсутствуют потери типа зар д переключени . Частотные свойства детектора определ ютс  процессом модул ции тока в канале полевого транзистора, который по принципу  вл етс  безынерционным . Переменное напр жение на вы- водах истока и стока отсутствует. Поэтому частотные потери минимальны Они могут возникать только на входе детектора. При этом все паразитные емкости можно считать соединенными параллельно и образующими делительWhen an alternating voltage arrives at the detector input, the drain-source of transistor 1 becomes pulsed; tension Equality is broken at low amplitudes. The error that arises is greater, the more linear the characteristic of the transistor. This error is fundamentally unavoidable. However, for applications in which the absence of frequency losses is more significant, the range of amplitudes detected with a sufficiently small error may be sufficient. In the amplitude detector there is no valve element. The pn junction gate of the field-effect transistor is not a valve, since during operation the reverse voltage is always applied to it. Therefore, there is no loss of charge type switching. The frequency properties of the detector are determined by the process of modulating the current in the channel of the field-effect transistor, which is principleless in principle. The alternating voltage at the outlets of the source and drain is absent. Therefore, the frequency loss is minimal. They can occur only at the detector input. Moreover, all parasitic capacitances can be considered connected in parallel and forming a divider

напр жени  с разделительным конденсатором . Дл  уменьшени  их вли ни  конденсатор 2 должен иметь достаточно большую емкость.Voltage with isolating capacitor. To reduce their effect, capacitor 2 should have a sufficiently large capacitance.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Компенсационный способ измерени  амплитуды переменного напр жени , заключающийс  в том, что на вход элемента сравнени  подают сумму измер емого переменного напр жени  и посто нного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности за счет уменьшени  частотной погрешности преобразовани , в качестве элемента сравнени  ис . пользуют элемент с нелинейной передаточной характеристикой, фиксируют среднее значение выходного сигнала этого элемента и измен ют посто нное напр жение, поддержива  неизменным среднее значение выходного сигнала элемента с нелинейной передаточной характеристикой, измер ют текущее значение посто нного напр жени  и принимают результат измерений в качестве меры амплитуды измер емого переменного напр жени  оA compensation method for measuring the amplitude of the alternating voltage, which consists in that the input of the reference element is supplied with the sum of the measured alternating voltage and constant voltage, characterized in that, in order to improve the accuracy by reducing the frequency error of the conversion, as an element of the comparison is use an element with a nonlinear transfer characteristic, fix the average value of the output signal of this element and change the DC voltage, keeping the average value of the output signal of the element with a nonlinear transfer characteristic, measure the current value of the constant voltage and take the measurement result as a measure of amplitude measured ac voltage см cm В/№срIn / №Ср ,t, t Фиг.11 Физ.1Phys. 1 НаOn
SU884485438A 1988-09-21 1988-09-21 Compensation method of alternating voltage amplitude measurement SU1636782A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884485438A SU1636782A1 (en) 1988-09-21 1988-09-21 Compensation method of alternating voltage amplitude measurement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884485438A SU1636782A1 (en) 1988-09-21 1988-09-21 Compensation method of alternating voltage amplitude measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1636782A1 true SU1636782A1 (en) 1991-03-23

Family

ID=21400453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884485438A SU1636782A1 (en) 1988-09-21 1988-09-21 Compensation method of alternating voltage amplitude measurement

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1636782A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 192930, кл. G 01 R 19/02, 1962. Приборы и техника эксперимента, 1980, № 5, с.113-114. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10601414B2 (en) Bias generator
US11385267B2 (en) Power detector with wide dynamic range
CN104679092B (en) The excess temperature delay protection circuit of wide power voltage
US4763028A (en) Circuit and method for semiconductor leakage current compensation
Poujois et al. Low-level MOS transistor amplifier using storage techniques
EP1625656B1 (en) Circuit for improved differential amplifier and other applications
JPS62228172A (en) Voltage comparing circuit
KR790001773B1 (en) Amplifier employing complementary field effect transistors
KR20020056871A (en) Biasing circuit for vgs drift and thermal compensation of a power device
SU1636782A1 (en) Compensation method of alternating voltage amplitude measurement
JPS6315764B2 (en)
Huijsing Instrumentation amplifiers: A comparative study on behalf of monolithic integration
CN210639478U (en) Dynamic zero compensation low dropout linear regulator and low voltage electronic equipment
CN108362929B (en) Double-circuit positive-end current sampling module, sampling circuit, switching circuit and sampling method
US8471636B2 (en) Differential pair with constant offset
KR890005975A (en) A circuit for automatically adjusting the closing current at the output of the push-pull amplifier
CN217305773U (en) Double-output single-phase power source
KR900003752B1 (en) Square operation device
SU1589073A1 (en) Photoelectric transducer
SU1173330A1 (en) Linear converter of the voltage actual value
SU1524006A1 (en) Linear transducer of effective value of a.c. voltage
RU1817030C (en) Voltage-to-current converter
SU1022287A1 (en) Broad-band voltage repeater
CN114002592A (en) Drain-source voltage sampling circuit of power tube
SU1107277A1 (en) Amplifier