SU364073A1

SU364073A1 - MEASURING CONVERTER OF SMALL CONSTANT VOLTAGES

Info

Publication number: SU364073A1
Application number: SU1651273A
Authority: SU
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1971-04-08
Publication date: 1972-12-25

Description

1one

Изобретение относитс к области радиотехники и вычислительной техники и может быть использовано дл точного усилени малых посто нных напр жений в широком температурном диапазоне..The invention relates to the field of radio engineering and computing and can be used to accurately amplify small DC voltages over a wide temperature range.

Введение гальванического разделени цепей существенно усложн ет схемы измерительного преобразог ател малых посто нных напр жений с гальваническим разделителем входа и выхода (ИПГР), так как дл достижени необходимой стабильности приходитс использовать общую отрицательную обратную св зь (ООС). Поэтому известные устройства обычно включают в себ два трансформатора- во входной цепи и в цепи ООС. Наличие двух трансформаторов увеличивает вес и габариты устройства. К недостаткам таких ИПГР относитс и наличие двух сглалсивающих фильтров, которые должны обладать больщим коэффициентом подавлени папр жени несущей частоты.The introduction of galvanic separation of circuits greatly complicates the design of the measuring transducer of low DC voltages with an electroplating input and output separator (IPGR), since general negative feedback (OOS) must be used to achieve the necessary stability. Therefore, known devices typically include two transformers in the input circuit and in the OOS circuit. The presence of two transformers increases the weight and size of the device. The disadvantages of such IPGR include the presence of two smoothing filters, which should have a greater coefficient of suppression of carrier frequency coupling.

Целью изобретени вл етс повышение точности работы в широком диапазоне температур и упрощение схемы преобразовател .The aim of the invention is to improve the accuracy of operation in a wide temperature range and simplify the converter circuit.

С этой целью разделительный трансформатор выполнен с первичной и двум вторичными обмотками, причем первична обмотка, выполненна со средней точкой, подключена к выходу входного модул тора, одна из вторичных обмоток - ко входу усилител перемен2For this purpose, the isolation transformer is made with primary and two secondary windings, the primary winding, made with a midpoint, is connected to the output of the input modulator, one of the secondary windings is connected to the input of the power amplifier

ного тока, а друга вторична обмотка, выполненна с заземленной средней точкой, подключена к выходу модул тора цепи обратной св зи.current, and the other secondary winding, made with a grounded midpoint, is connected to the output of the modulator of the feedback circuit.

Принципиальна схема устройства приведена на чертеже.A schematic diagram of the device is shown in the drawing.

Входной модул тор, выполненный на ключах /, 2, и модул тор ООС - ключи 3, 4 преобразуют посто нный ток в переменный (предполагаем , что ключ 1 замыкаетс и размыкаетс одновременно с ключом 3, а ключ 2 - с ключом 4). Усилитель 5 переменного напр лсени усиливает напр жение разбаланса Af/. Демодул тор 6 осуществл ет преобразование переменного усилен 1ого напр жени в посто нное . Генератор 7 управл ет ключами модул торов и демодул тора. Разделительный суммирующий трансформатор 8, осуществл ющий гальваническое разделение входа и выхода , производпт сравнение магнитных потоков, создаваемых токами /вх и /осСхема работает следующим образом. Ток /вх. пропорциональный входному посто нному напр жению, протека через поочередно работающие ключи 1 2 входного модул тора и обмотки 9 и 10, наводит в сердечнике трансформатора 8 переменный магнитный поток Ф. Аналогично через поочередно подключаемые ключи модул тора ООС 3, 4 и обмотки //, 12 в сердечнике создаетс встречный магнитный поток Фа, пропорциональный выходному напр жению . Результирующий магнитный поток, равный разности потоков Ф и Фз, наводит в выходной обмотке 13 э. д. с. Af/. Частота переменного напр жени разбаланса равна частоте коммутации ключей, а амплитуда пропорциональна разности /вх и /ос, т. е. и t/выхНапр жение At/ поступает па усилитель переменного напр жени , выходное напр жение которого выпр мл етс демодул тором 5 и сглаживаетс фильтром 14. Если коэффициент усилени усилител 5 велик, то амплитуда напр жени разбаланса исчезающе мала, т. е. . Это означает, что отсутствуют изменени магнитного потока в сердечнике трансформатора 8 или что потоки Ф и Ф2, создаваемые токами /вх и /ос, равны. Тогда /вх - -/ОС Дл токов можно записать: f/BX-Af/BX вых + Так как , то и , Ai/o Тогда, приравнива (2) и (3), получим: и, и. т. е. рассмотренна схема работает как усилитель посто нного напр жени с коэффициентом усилени , определ емым отношением -. Предлагаемый ИПГР выполн ет также An input modulator made on the I, 2 keys and an OOS modulator — the keys 3, 4 convert the direct current to the alternating current (we assume that the key 1 closes and opens simultaneously with the key 3, and the key 2 - with the key 4). Amplifier 5 of an alternating voltage increases the voltage unbalance Af /. The demodulator 6 converts the alternating voltage of the first voltage to the constant. Generator 7 controls the modulator and demodulator keys. The separating summing transformer 8, which carries out the galvanic separation of the input and output, makes a comparison of the magnetic fluxes generated by the currents / in and / or the osChem as follows. Current / in proportional to the input DC voltage, flowed through alternately operating keys 1 2 of the input modulator and winding 9 and 10, induces in the core of the transformer 8 a variable magnetic flux F. Similarly, through alternately connected keys of the OOS modulator 3, and windings //, 12 in the core, a counter-flux magnetic flux, proportional to the output voltage, is created. The resulting magnetic flux, equal to the difference between the fluxes of F and Fz, leads to 13 oe in the output winding. d. Af /. The frequency of the alternating voltage unbalance is equal to the switching frequency of the keys, and the amplitude is proportional to the difference / in and / os, i.e., and t / out, the voltage At / comes to the AC voltage amplifier, the output voltage of which is rectified by demodulator 5 and smoothed filter 14. If the gain of the amplifier 5 is large, then the amplitude of the voltage unbalance is vanishingly small, i.e.. This means that there are no changes in the magnetic flux in the core of the transformer 8 or that the fluxes F and F2 created by the currents / in and / oc are equal. Then / in - - / OS For the currents can be written: f / BX-Af / BX out + Since, then, Ai / o Then, equating (2) and (3), we get: and, and. i.e., the circuit considered operates as a dc voltage amplifier with a gain defined by the ratio -. The proposed IPGR also performs

функцию гальванического разделени входа и выхода при использовании одного раздел юкои , подключена к выходу модул тора цепи обратной св зи. щего трансформатора, причем оказываетс возможным введение общей ООС через сопротивление 00 и модул тор ООС. ООС будет в этом случае параллельной. Большим преимуществом предложенной схемы вл етс отсутствие трансформатора обратной св зи. Это позвол ет не только снизить вес и габариты, но. н увеличить точность ИПГР при работе в широком температурном диапазоне, так как суммирующий трансформатор 8 охвачен ООС. Предмет изобретени Измерительный преобразователь малых посто нных напр жений с гальваническим разделением входной и выходной цепей, содержащий входной и в цепи отрицательной обратной св зи двухполупериодные транзисторные ключевые модул торы, усилитель переменного напр жени , демодул тор, сглаживающий фильтр, генератор коммутирующего напр жени и разделительный трансформатор, отличающийс тем, что, с целью повышени точности работы в широком диапазоне температур и упрощени схемы, разделительный трансформатор выполнен с первичной и двум вторичными обмотками, причем первична обмотка , выполненна со средней точкой, подключена к пыходу входного модул тора, одна из вторичных обмоток - ко входу усилител переменного тока, а друга вторична обмотка , выполненна с заземленной средней точ (the function of galvanic separation of the input and output when using a single section of yukoi, is connected to the output of the modulator of the feedback circuit. transformer, and it turns out to be possible to introduce common environmental protection through resistance 00 and an environmental modulator. OOS will be in this case parallel. A big advantage of the proposed scheme is the absence of a feedback transformer. This not only reduces weight and size, but. n to increase the accuracy of IPGR when operating in a wide temperature range, since the summing transformer 8 is covered by environmental protection. The subject invention The measuring converter of low DC voltages with galvanic separation of the input and output circuits, containing the input and in the negative feedback circuit full-wave transistor key modulators, AC voltage amplifier, demodulator, smoothing filter, switching voltage generator and separation transformer , characterized in that, in order to increase the accuracy of operation in a wide temperature range and simplify the circuit, the isolation transformer is made from the secondary winding, the primary winding is made with a midpoint, connected to the pytha of the input modulator, one of the secondary windings to the input of the AC amplifier, and the other secondary winding made with a grounded average point (

ТT