SU758183A1 - Device for inversely proportional conversion of dc voltage - Google Patents

Device for inversely proportional conversion of dc voltage Download PDF

Info

Publication number
SU758183A1
SU758183A1 SU782686942A SU2686942A SU758183A1 SU 758183 A1 SU758183 A1 SU 758183A1 SU 782686942 A SU782686942 A SU 782686942A SU 2686942 A SU2686942 A SU 2686942A SU 758183 A1 SU758183 A1 SU 758183A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
voltage
current
resistor
Prior art date
Application number
SU782686942A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Arnold A Vymenets
Original Assignee
Arnold A Vymenets
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 Arnold A Vymenets filed Critical Arnold A Vymenets
Priority to SU782686942A priority Critical patent/SU758183A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU758183A1 publication Critical patent/SU758183A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.The invention relates to electrical computing devices and can be used in analog computers.

Известны устройства, предназначенные для вычисления отношения двух напряжений, которые содержат управляемый генератор тока, операционный усилитель, между входом и выходом которого подключены встречно включенные логарифмирующие диоды (1). ,θThe known device designed to calculate the ratio of the two voltages, which contain a controlled current generator, an operational amplifier, between the input and output of which are connected counter-connected logarithmic diodes (1). , θ

Однако это устройство выполняет преобразование напряжений в узком диапазоне их величин.However, this device performs voltage conversion in a narrow range of their values.

Наиболее близким к предложенному является устройство для обратно-пропорционального преобразования постоянного напряжения, содержащее операционный усилитель, ко входу и выходу которого подключены одноименные электроды соответственно первого и второго логарифмирующих диодов, другие одноименные электро^ ды которых соединены с выходом управляемого генератора тока, вход которого присоединен к выходу источника входного напряжения, ко входу операционного усилителя подключей вы2The closest to the proposed is a device for inversely proportional DC voltage conversion, containing an operational amplifier, the input and output of which are connected to the same-name electrodes of the first and second logarithmic diodes, respectively, whose other electrodes of the same name are connected to the output of a controlled current generator, whose input is connected to the input of the input voltage source to the input of the operational amplifier plug 2

вод токозадающего резистора, генератор синусоидального напряжения [2].waters of the current-carrying resistor, generator of sinusoidal voltage [2].

Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон преобразования. ' Величина диапазона преобразования (при заданной точности преобразования) определяется степенью согласования логарифмирующих диодов, разброс параметров которых приводит к отклонению выходного напряжения устройства от требуемого значения и тем больше, чем шире диапазон величины входного напряжения.A disadvantage of this device is the limited conversion range. The magnitude of the conversion range (for a given conversion accuracy) is determined by the degree of matching of logarithmic diodes, the variation of which leads to a deviation of the output voltage of the device from the desired value and the greater, the wider the range of the input voltage.

Цель изобретения — расширение величины входного напряжения.The purpose of the invention is the expansion of the input voltage.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный токозадаюший резистор, дифференциатор и измеритель амплитуды, выход генератора синусоидального напряжения соединен со вторым выводом токозадающегО резистора, выход-источника входного напряжения через дополнительный токозадающий резистор подключен ко .входу операционного усилителя, выход которого через дифференциатор присоедина! ко входу измерителя амнлн3 758183This goal is achieved by the fact that an additional current-carrying resistor, a differentiator and an amplitude meter are entered into the device, the sinusoidal voltage generator output is connected to the second current-setting resistor output, the output-source voltage input is connected via an additional current-carrying resistor to the input of the operational amplifier, the output of which is connected through the differentiator ! to meter input amnln3 758183

туды, выход которого является выходом устройства.This is the output of the device.

На чертеже приведена функциональная схема предложенного устройства для обратно пропорционального преобразования постоянного напряжения.The drawing shows a functional diagram of the proposed device for inversely proportional conversion of DC voltage.

Устройство включает генератор 1 синусоидального напряжения, источник 2 входного напряжения, токозадающий резистор 3, дополнительный токозадающий резистор 4, операционный ю усилитель 5, первый и второй логарифмирующие диоды 6 и 7, управляемый генератор 8 тока, дифференциатор 9, измеритель 10 амплитуды и выход 11 устройства.The device includes a sinusoidal voltage generator 1, an input voltage source 2, a current setting resistor 3, an additional current setting resistor 4, an operational amplifier 5, the first and second logarithmic diodes 6 and 7, a controlled current generator 8, a differentiator 9, an amplitude meter 10 and an output 11 of the device .

Устройство работает следующим образом. иThe device works as follows. and

Потенциал входа операционного усилителя 5 равен нулю вследствие отрицательной обратной связи через первый и второй логарифмирующие диоды 6 и 7. Поэтому постоянный ток, протекающий через первый логарифмирующий диод 6, 20 пропорционален величине входного напряжения, поступающего от источника 2 входного напряжения, и обратно пропорционален сопротивлению дополнительного токозадающего резистора 4. Аналогично, амплитуда переменного тока через 25 первый логарифмирующий диод 6 определяется амплитудой сигнала, поступающего от генератора 1 синусоидального напряжения, и сопротивлением токозадающего резистора 3.The input potential of the operational amplifier 5 is zero due to negative feedback through the first and second logarithmic diodes 6 and 7. Therefore, the direct current flowing through the first logarithm diode 6, 20 is proportional to the input voltage from the input voltage source 2, and inversely proportional to the additional resistance current-setting resistor 4. Similarly, the amplitude of the alternating current through 25 the first logarithmic diode 6 is determined by the amplitude of the signal coming from the generator 1 sine Further voltage, resistance and voltage driving resistor 3.

Параметры управляемого генератора 8 тока зо выбраны таким образом, что его выходной ток (пропорциональный входному напряжению) вдвое превышает постоянный ток, задаваемый в первый логарифмирующий диод 6. Следовательно, постоянный ток через второй логариф- 35 мирующий диод 7 по велиюше равен постоянному току через первый логарифмирующий диод 6..The parameters of the controlled generator 8 of the current are selected so that its output current (proportional to the input voltage) is twice the direct current specified in the first logarithm diode 6. Therefore, the direct current through the second logarithm is equal to the direct current through the first logarithm diode 6 ..

Поскольку первый и второй логарифмирующие диоды 6 и 7 включены встречно, перемеиные токи, протекающие через них, одинаковы по амплитуде, но противоположны по фазе. Если в данный момент полный ток первого логарифмирующего диода 6 увеличивается, то полный ток второго логарифмирующего 45 диода 7 на столько же уменьшается, а сумма этих токов остается постоянной и равной выходному току управляемого генератора 8 тока.Since the first and second logarithmic diodes 6 and 7 are turned on counter, the alternating currents flowing through them are the same in amplitude, but opposite in phase. If at the moment the total current of the first logarithmic diode 6 increases, then the total current of the second logarithmic 45 diode 7 decreases by the same amount, and the sum of these currents remains constant and equal to the output current of the controlled current generator 8.

Выходное переменное напряжение операционного усилителя 5 равно разности переменных напряжений на первом и втором логарифмирующих диодах 6 и 7, поэтому оно не содержит четных гармоник основной частоты синусоидального сигнала, так как знак четных гармоник не меняется при изменении фазы сигнала и при э5 встречном включении первого и второго логарифмирующих диодов 6 и 7 четные гармоники взаимно вычитаются. Напротив, нечетные гармоники (в том числе и основная частота) из4The output AC voltage of the operational amplifier 5 is equal to the difference of the alternating voltages on the first and second logarithmic diodes 6 and 7, therefore it does not contain even harmonics of the fundamental frequency of the sinusoidal signal, since the sign of the even harmonics does not change when the signal phase changes and when e5 turns on the first and second logarithmic diodes 6 and 7 even harmonics are mutually subtracted. On the contrary, odd harmonics (including the fundamental frequency) of 4

меняют свой знак и поэтому складываются на выходе операционного усилителя 5.change their sign and therefore add up at the output of the operational amplifier 5.

В результате, выходное переменное напряже- '· ние ид операционного усилителя 5 имеет спектральный состав, определяемый разложением в ряд ФурьеAs a result, the output AC voltage '· d, and of the operational amplifier 5 has a spectral composition defined by the Fourier series expansion

С 5 5C 5 5

ид =4φτ(Ε5ίηωί - ξ 5ΐη3ωί + Е 5ίπ5ωί-...) and d = 4φ τ (Ε5ίηωί - ξ 5 ΐη3ωί + Е 5 ίπ5ωί -...)

5 (1) 5 (1)

где ν>τ - температурный потенциал логарифми„ рующих диодов 6 и 7.where ν> τ is the temperature potential of logarithmic diodes 6 and 7.

где ω - круговая частота генератора 1 синусоидального сигнала;where ω - circular frequency generator 1 sinusoidal signal;

ί · - время;ί · - time;

35 11 ~ постоянный и переменный3 5 11 ~ constant and variable

токи, протекающие через первый логарифмирующий диод 6.currents flowing through the first logarithm diode 6.

Это переменное напряжение поступает на дифференциатор 9, который повышает амплитуду кажцой гармоники пропорционально ее номеру.This alternating voltage is supplied to the differentiator 9, which increases the amplitude of each harmonic in proportion to its number.

После дифференцирования на вход измерителя 10 амплитуды поступает переменное напряжение и^, имеющее спектрAfter differentiation, an alternating voltage is supplied to the input of the 10 amplitude gauge and ^, having a spectrum

Όη = 4ω<ρτ(Ρεο5ω Т — РэсозЗбЛ + Р5со5ббЛ—...) (2) Амплитуды спектральных составляющих довольно быстро убывают с ростом номера гармоники, поэтому .амплитуда А^ напряжения равна алгебраической сумме амплитуд отдельных гармоникΌ η = 4ω <ρ τ (Ρεο5ω Т - Р э соЗЗЛЛ + Р 5 co5бЛЛ ...) (2) The amplitudes of the spectral components quickly decrease with increasing harmonic number, therefore the voltage amplitude А ^ is equal to the algebraic sum of the amplitudes of the individual harmonics

Αη= 4ω<ρτ(Ρ - Р3 + Р5 - Р7 + ...) (3)Α η = 4ω <ρ τ (Ρ - Р 3 + Р 5 - Р 7 + ...) (3)

С учетом значения Р нетрудно показать, чтоGiven the value of P, it is easy to show that

Αη= 2ω^τ3ρ:38 . (4)Α η = 2ω ^ τ 3 ρ : 3 8 . (four)

Таким образом, амплитуда переменного напряжения на выходе дифференциатора 3 обратно . пропорциональна постоянному току 3$, протекающему через логарифмирующие диоды 6 и 7, и обратно пропорциональна величине постоянного входного напряжения.Thus, the amplitude of the alternating voltage at the output of the differentiator 3 back. It is proportional to the direct current 3 $ , flowing through the logarithmic diodes 6 and 7, and inversely proportional to the value of the constant input voltage.

Амплитуда напряжения на Выходе дифференциатора 9 измеряется измерителем1 10 амплитуды (например пиковым детектором), выходное постоянное напряжение которого обратно пропорционально входному постоянному напряжению всего устройства.The amplitude of the voltage at the Output of the differentiator 9 is measured by the meter 1 10 amplitude (for example, peak detector), the output DC voltage of which is inversely proportional to the input DC voltage of the entire device.

Предлагаемое устройство содержит только два логарифмирующих диода, поэтому облегчается согласование их характеристик. В частности, не требуется равенства обратных токов первого и второго логарифмирующих диодов 6 и 7, так как обратные токи изменяют толькоThe proposed device contains only two logarithmic diodes, so it is easier to harmonize their characteristics. In particular, the equality of the reverse currents of the first and second logarithmic diodes 6 and 7 is not required, since the reverse currents only change

5five

758183758183

постоянную составляющую выходного напряжения операционного усилителя 5. Это расширяет диапазон преобразования по сравнению с известным устройством, которое содержит четыре логарифмирующих диода и позволяет более полно использовать рабочий участок характеристик логарифмирующих диодов 6 и 7.a constant component of the output voltage of the operational amplifier 5. This expands the conversion range in comparison with the known device, which contains four logarithm diodes and allows you to more fully use the working section of the characteristics of logarithm diodes 6 and 7.

Предложенное устройство позволяет реализовать диапазон преобразования от 100 мВ до 10 В при погрешности преобразования, не превышающей 1%.The proposed device allows you to implement the conversion range from 100 mV to 10 V with a conversion error not exceeding 1%.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для обратно-пропорционального преобразования постоянного напряжения, содержащее операционный усилитель, ко входу и выходу которого подключены одноименные электроды соответственно первого и второго логарифмирующих диодов, другие одноименные» электроды которых соединены с выходом управляемого генератора тока, вход которогоA device for inversely proportional DC voltage conversion, containing an operational amplifier, the input and output of which are connected to the same-name electrodes of the first and second logarithmic diodes, respectively, the other of which of the same name are connected to the output of a controlled current generator, whose input присоединен к выходу источника входного напряжения, ко входу операционного усилителя подключен вывод токозадающего резистора, генератор синусоидального напряжения, о т л и5 чающееся тем, что, с целью расширения диапазона величины входного напряжения, в него введены дополнительный токозадающий резистор, дифференциатор и измеритель амплитуды, выход генератора синусоидального напряЮ жения соединен со 'вторым выводом токозадающего резистора, выход источника входного напряжения через дополнительный резистор подключен ко входу операционного усилителя, выход которого через дифференциатор присоеди15 нен ко входу измерителя амплитуды, выход которого является выходом устройства.connected to the output of the input voltage source, to the input of the operational amplifier connected to the output of the current-supplying resistor, a sinusoidal voltage generator, about 5 and 5 , in order to expand the range of the input voltage, an additional current-providing resistor, differentiator and amplitude meter, the output of the sinusoidal voltage generator is connected to the second output of the current-setting resistor, the output of the input voltage source is connected via an additional resistor to the input of the operating voltage amplifier, the output of which through the differentiator is connected to the input of the amplitude meter, the output of which is the output of the device.
SU782686942A 1978-11-22 1978-11-22 Device for inversely proportional conversion of dc voltage SU758183A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782686942A SU758183A1 (en) 1978-11-22 1978-11-22 Device for inversely proportional conversion of dc voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782686942A SU758183A1 (en) 1978-11-22 1978-11-22 Device for inversely proportional conversion of dc voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU758183A1 true SU758183A1 (en) 1980-08-23

Family

ID=20794544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782686942A SU758183A1 (en) 1978-11-22 1978-11-22 Device for inversely proportional conversion of dc voltage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU758183A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4060715A (en) Linearized bridge circuitry
US3959724A (en) Electronic wattmeter
EP0095839B1 (en) An instrument for measuring electrical resistance, inductance or capacitance
SU758183A1 (en) Device for inversely proportional conversion of dc voltage
Marzetta An evaluation of the three-voltmeter method for AC power measurement
US6597230B2 (en) Electronic device
GB2093300A (en) Multi-range measuring apparatus with automatic range changing
SU756423A1 (en) Device for inversely proportional conversion of dc voltage
RU215007U1 (en) ACTIVE POWER TO DC VOLTAGE CONVERTER
US3445767A (en) Pulse rate to current converting and linear log indicating
SU920537A1 (en) Device for measuring ac voltage rms value
RU225928U1 (en) MEASURING CONVERTER AC TO DC
SU570038A1 (en) Ac first harmonic stabilizer
SU834718A2 (en) Method of estimating of raw cotton ripeness
RU2296338C1 (en) Method of measurement of active power of load in ac electric circuits
KR820000298Y1 (en) Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus
SU720423A1 (en) D-c voltage and current stabilizer with function selection
SU779911A1 (en) Device for measuring resistance and capacitance of two-pole networks at shunting of semiconductor element p-n- junction
SU769684A1 (en) Three-phase voltage source with adjustable asymmetry
SU550524A1 (en) Device for measuring physical quantities
Gilbert A universal trigonometric function generator
SU198410A1 (en) POWER METER IN THE LOAD OF THE GENERATOR FEEDER
SU855512A1 (en) Device for measuring consumption of current
SU373665A1 (en) DEVICE FOR MONITORING SOURCE PARAMETERS
SU661420A1 (en) Meter of relative error of scale converters