SU1661655A1

SU1661655A1 - Устройство дл преобразовани переменного напр жени в посто нное

Info

Publication number: SU1661655A1
Application number: SU894670872A
Authority: SU
Inventors: Михаил Дмитриевич Кротов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4934
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1991-07-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл преобразовани переменных напр жений с высоким коэффициентом амплитуды в посто нное напр жение. Цель изобретени - повышение точности преобразовани переменных напр жений с высоким коэффициентом амплитуды в посто нное напр жение - достигаетс применением входной шины 1, управл емого масштабного преобразовател 2, преобразовател 3 среднеквадратических значений, дифференциального усилител 5, источника 13 посто нного напр жени . Устройство содержит также двухполупериодный выпр митель 4, резистор 6, конденсатор 7, диод 8, интегрирующую RC-цепь 9, состо щую из резистора 10 и конденсатора 11, формирователь 12 пр моугольного напр жени , резисторы 14 и 15, выходную шину 16. 3 ил.

Description

О

Ш-Л

о ел ел

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл преобразовани переменных напр жений с высоким коэффициентом амплитуды в посто нное напр жение.

Целью изобретени вл етс повышение точности преобразовани переменных напр жений с высоким коэффициентом амплитуды в посто нное напр жение.

На фиг.1 показана функциональна схе- на устройства дл преобразовани переменного напр жени в посто нное; на фиг,2 показаны эпюры напр жений в разных точках схемы; на фиг.З показан пример реализации управл емого преобразовател среднеквадратических значений.

Устройство дл преобразовани переменного напр жени в посто нное содержит входную шину 1, к которой подключены последовательно соединенные управл в- мые масштабный преобразователь 9 и преобразователь 3 среднеквадрагических значений, двухполупериодный выпр мм- т пь 4, вход которого соединен с выходом . ноавл емого масштабного преобразовате- л 2, дифференциальный усилитель 5, инвертирующий вход которого соединен с выходом выпр мител 4, резистор 6 и конденсатор 7, включенные последовательно между выходом и неинвертирующим вхо- дом дифференциального усилител 5, диод

8,через который к выходу дифференциального усилител 5 подключена интегрирующа RC-цепь 9, состо ща из резистора 1TJ и конденсатора 11, формирователь 12 пр - моугольного напр жени , вход которого соединен с выходом интегрирующей RC-цепи

9,з выход - с управл ющими входами управл емых масштабного преобразовател 2

и преобразовател 3 среднеквадратических значений, источник 13 посто нного напр жени , резисторы 14, 15, включенные последовательно между источником 13 посто нного напр жени и выходом формировател 12 пр моугольного напр жени , общие выводы которых соединены с иеин- вертирующим входом дифференциального усилител 5, выходную шину 16, соединенную с выходом управл емого преобразовател 3 среднеквадратических значений.

Устройство работает следующим образом .

Управл емые масштабный преобразователь 2м преобразователь Зсреднеквадра- шческих значений имеют два режима работы. В первом режиме работы управл емый масштабный преобразователь 2 имее г номинальный коэффициент передачи, а управл емый преобразователь 3 среднеквадратических значений - козффициеггг

передачи меньше номинального значени , например, в три раза. Во втором режиме работы управл емый масштабный преобразователь 2 имеет коэффициент передачи в три раза меньше номинального значени , а управл емый преобразователь 3 среднеквадратических значений - номинальный коэффициент передачи. В любом режиме работы произведение коэффициентов передачи масштабного преобразовател 2 и преобразовател 3 среднеквадратического значени должно быть одно и то же.

Дл первого режима работы необходимо на управл ющие входы преобразователей 2 и 3 подать напр жение, равное нулю, а дл второго режима работы - посто нное управл ющее напр жение. Формирователь 12 пр моугольного напр жени должен вырабатывать на выходе отрицательное напр жение .

Сопротивлени резисторов 14 и 15 подбираютс таким образом, чтобы напр жение на неинвертирующем входе усилител 5 при нулевом напр жении на выходе формировател 12 равн лось максимальной амплитуде напр жени на входе преобразовател 3.

Если переменное напр жение на входе преобразовател 3 не превышает максимальной амплитуды, напр жение на выходе выпр мител 4, равное абсолютному значению переменного напр жени на входе преобразовател 3, не превышает посто нного напр жени на неинвертирующем входе усилител 5. Поэтому на выходе усилител 5 посто нное напр жение положительно, усилитель 5 находитс в насыщении, диод 8 не пропускает положительное напр жение на вход интегрирующей цепи 9, на выходе цепи 9 напр жение равно нулю, на выходе формировател 12 и на управл ющих входах преобразователей 2 и 3 напр жение равно нулю, преобразователи 2 и 3 работают в первом режиме, посто нное напр жение на выходе устройства определ етс средне- квадратическим значением переменного напр жени на входе устройства и произведением коэффициентов передачи преобразователей 2 и 3.

Если амплитуда переменного напр жени на входе преобразовател 3 превышает максимальный уровень, то напр жение на инвертирующем входе усилител 5 превышает напр жение на его неинвертирующем входе, номинальное напр жение на выходе усилител 5 уменьшаетс . Это уменьшение передаетс через резистор 6, конденсатор на резисторы 14, 15 и с них на неинвертирующий вход усилител 5, и напр жение на выходе усилител 5 еще больше уменьшаетс . Начинаетс лавинообразный процесс,

который заканчиваетс изменением пол рности напр жени на выходе усилител 5. После окончани перезар да цепи резистор 6 - конденсатор 7 отрицательным напр жением-с выхода усилител 5 положительное напр жение на выходе усилител 5 восстанавливаетс .

Таким образом, усилитель 5 вырабатывает импульс напр жени отрицательной пол рности. Длительность импульса определ етс посто нной времени цепи резистор 6 - конденсатор 7 и должна быть в несколько раз (в 3-4) меньше самого большого периода сигнального напр жени на входе устройства.

Посто нна времени зар да конденсатора . 11 должна быть меньше длительности импульса на выходе усилител 5. Поэтому импульс отрицательной пол рности через диод 8 зар жает конденсатор 11 цепи 9.

При по влении напр жени на конденсаторе 11 на выходе формировател 12 формируетс управл ющее напр жение, которое ореводит преобразователи 2 и 3 во второй ;.ежим работы. При этом коэффициент передачи преобразовател 2 уменьшаетс (например, в 3 раза). Напр жение с выхода формировател 12 уменьшает через резистор 15 напр жение на неинвертирующем входе усилител 5 (например, в 3, 5 раза), следующий импульс сигнала на входе преобразовател 3 уменьшаетс в 3 раза.

Посто нна времени разр да конденсатора 11 через входное сопротивление формировател 12 выбираетс таким образом, чтобы к моменту прихода следующего сигнального импульса на выходе формировате- л 12 еще действовало посто нное напр жение. Так как сигнальный импульс на выходе- преобразовател 2 и, следовательно , на инвертирующем входе усилител 5 уменьшаетс в 3 раза, а посто нное напр жение на неинвертирующем входе усилител 5 уменьшаетс в 3,5 раза, то в момент действи сигнального импульса напр жение на неинвертирующем входе превышает напр жение на неинвертирующем входе и усилитель 5 вырабатывает второй импульс, затем третий и т.д. Эти импульсы подзар жают конденсатор 11, на выходе формировател 12 посто нное напр жение сохран етс , и сохран етс второй режим работы.

Поскольку во втором режиме работы коэффициент передачи преобразовател 2 уменьшаетс в 3 раза без изменени общего коэффициента передачи преобразователь 2 - преобразователь 3, то амплитуду сигнала на входе устройства можно увеличить в 3 раза при малых погрешност х преобразовани .

При обратном уменьшении амплитудного значени сигнального напр жени во 5 втором режиме работы, амплитуда напр жени на инвертирующем входе усилител 5 становитс в какой-то момент времени меньше напр жени на его неинвертирующем входе. Поэтому усилитель 5 не выраба10 тывает отрицательный импульс от очередного сигнального импульса. При этом конденсатор 11 разр жаетс дс нул и напр жение на выходе формировател 12 скачком падает до нул . Напр жение на де15 лителе - резисторах 14, 15 и соответственно на неиивертирующем входе усилител 5 увеличиваетс в 3,5 раза, устройство переходит s первый режим работы, амплитуда напр жени на выходе преобразовател 2 и

0 соответственно на неинвертирующем входе усилител 5 увеличиваетс в 3 раза. Но так как напр жение на неинвертирующем входе усилител 5 увеличиваетс в 3,5 раза, то зто напр жение устойчиво превышает нз5 пр жение на инвертирующем входе усилител 5, и усилитель 5 перестает формировать отрицательные импульсы. Напр жение на выходе формировател 12 сохран етс равным нулю, и устройство ус0 тойчиво работает в первом режиме работы. На фиг.2 а - напр жение на выходе преобразовател 2, б - на . инвертирующем входе усилител 5, в - на неинвертирующем входе усилител 5, г - на выходе усилител

5 5, д - на конденсаторе 11. е - на выходе формировател 12.

Эпюры бив изображены в меньшем масштабе.

Преобразователь 3 среднеквадратиче0 ских значений с управл емым коэффициентом передачи содержит (фиг.З) блок 17 - собственно преобразователь среднеквад- ратических значений, резисторы 18, 19 и реле 20.

5Таким образом, наличие второго режима работы позвол ет уменьшить погрешность преобразовани переменных напр жений с большим коэффициентом ам- амплитуды.

Claims

0Формула изобретени

Устройство дл преобразовани переменного напр жени в посто нное, содержащее управл емые масштабный преобразователь и преобразователь сред5 неквадратического значени , последовательно соединенные между входной шиной и выходной шиной устройства, источник посто нного напр жени и дифференциальный усилитель, отличающеес тем, что, С целью повышени точности преобразований переменных напр жений с высоким коэффициентом амплитуды, в него введены двухполупериодный выпр митель, три резистора , конденсатор, интегрирующа , RC- цепь и формирователь пр моугольного напр жени , причем выход управл емого ма ;штабного преобразовател соединен чеЬез двухполупериодный выпр митель с инпертирующим входом дифференциального усилител , выход которого подключен к неинвертирующему входу через последова- тел ьно соединенные первые резистор и кон- денсатор, выход дифференциального

усилител соединен через диод с входом интегрирующей RC-цепи, выход которой соединен входом формировател пр моугольного напр жени , выход которого соединен с управл ющим входами масштабного преобразовател и преобразовател средне- квадратических значений, а через последовательно включенные второй и третий резисторы с выходом источника посто нного напр жени , общие выводы второго и третьего резисторов соединены с неинвертирующим входом дифференциального усилител .

(риг. 2

L.

Фиг.Э