SU789835A1

SU789835A1 - A.c. voltage effective value to d.c. voltage converter

Info

Publication number: SU789835A1
Application number: SU782684060A
Authority: SU
Inventors: Игорь Николаевич Желбаков
Original assignee: Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority date: 1978-11-15
Filing date: 1978-11-15
Publication date: 1980-12-23

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ(54) CONVERTER OF VALID VOLTAGE TO PERMANENT VOLTAGE

Изобретение относитс К области электроизмерительной техники и может быть использовано при построении точ ных аналоговых и цифровых универсаль ных вольтметров дл измерени напр жеНи переменного и посто нного токов .. Известен преобразователь действующ го значени переменного напр жени в посто нное, содержащий два параллель ных канала, в каждом из которых использован метод взаимообратных преобразований , причем выходные напр же ни каналов поступают на сумматор, а сигналом обратной св зи второго ка нала служит выходное напр жение сумматора 1 . Однако известный преобразователь не -обеспечивает достаточно высокую точность преобразовани . Наиболее близким по технической сущности к данному вл етс преобразователь действующего значени переменного напр жени в посто нное, содержащий два параллельных канала, каждый из которых выполнен в виде последовательного соединени входного устройства и квадратора, причем входы обоих каналов соединены между собой через первый ключ, а выходы обоих каналов соединены между собой встречно/ выход первого канала св зан через последовательно соединенные вычитатель, усилитель, второй ключ и..интегратор .с одним из входов сумматора , второй вход сумматора св зан с выходом второго усилител , соединенным с входом третьего квадратора, выходы которого соответственно подключены к средней точке соединени выходов квадраторов каналов и ко входу второго усилител , выход сумматора через последовательно соединенные модул тор и четвертый ключ св зан со входом первого канала, причем управл ющие входы всех ключей св заны с устройством управлени 2. Однако известный преобразователь обеспечивает недостаточно высокую точность, так ,как он обладает погрешностью , обусловленной напр жением смещени и дрейфом напр жени смещени второго усилител . Цель изобретени - повышение точности преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе действующего значени переменного напр жени в посто нное, содержащем два параллельных канала, каждый из которых выполнен в виде последовательного соединени входного элемента и квадратора, причем входы обоих каналов соединены между собой через первый ключ, а выходы обоих каналов соединены между собой встречно, дифференциальный уси;Литель , первый вход которого подключей к выходу первого канала, второй вход подключен через элемент пам ти к выходу второго ключа, а выход дифференциального усилител подключен ко входу третьего ключа, третий квадратор , выходы которого подключены соответственно к средней точке соединеНИН выходов квадраторов каналов и ко входу усилител посто нного тока, выход которого соединен со входом третьего квадратора и входом сумматора, другой вход которого подключен к выходу третьего ключа, а выход сумматора подключен через модул тор и четвертый ключ ко входу первого канала, при чем управл ющие входы всех ключей соединены с элементом управлени , вход второго ключа подключен к выходу, дифференциального усилител . The invention relates to the field of electrical measuring equipment and can be used in the construction of accurate analog and digital universal voltmeters for measuring the voltage of alternating and direct currents. The variable value of the alternating voltage to constant voltage containing two parallel channels is known. each of which is used the method of reciprocal transformations, with the output channels being fed to the adder, and the feedback signal of the second channel is the output voltage 1 adder. However, the known converter does not provide sufficiently high conversion accuracy. The closest in technical essence to this is the converter of the effective value of alternating voltage to constant, containing two parallel channels, each of which is made in the form of a serial connection of an input device and a quad, with the inputs of both channels interconnected via the first key, and the outputs both channels are interconnected counter / output of the first channel is connected through a serially connected subtractor, amplifier, second key and ... integrator. one of the inputs of the adder, the second The second input of the adder is connected to the output of the second amplifier connected to the input of the third quadrant, the outputs of which are respectively connected to the midpoint of the connection of the outputs of the channel quadrants and to the input of the second amplifier, the output of the adder via serially connected modulator and the fourth key to the input of the first channel, Moreover, the control inputs of all the keys are connected with the control device 2. However, the known converter does not provide a sufficiently high accuracy, since it has an error caused by bias and drift bias voltage of the second amplifier. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the converter. The goal is achieved by the fact that, in the converter, the effective value of the alternating voltage into a constant voltage contains two parallel channels, each of which is made as a serial connection of the input element and a quadrator, the inputs of both channels are interconnected via the first key, and the outputs of both channels interconnected counter, differential usi; Litel, whose first input is connected to the output of the first channel, the second input is connected through the memory element to the output of the second key, and the output is differential The primary amplifier is connected to the input of the third key, the third quadrant, the outputs of which are connected respectively to the midpoint of the connection of the outputs of the quadrants of the channels and to the input of the DC amplifier, the output of which is connected to the input of the third quadrant and the input of the adder, the other input of which is connected to the output of the third key, and the output of the adder is connected via a modulator and a fourth key to the input of the first channel, and the control inputs of all the keys are connected to the control element, the input of the second key is connected to the output , The differential amplifier.

На чертеже представлена структурна схема преобразовател .The drawing shows a block diagram of the converter.

. Предлагаемый преобразователь содержит входные элементы 1 и 2, ключ 3, квадраторы 4 и 5, ключи 6 и 7, элемент пам ти 8, дифференциальный усилитель 9, ключ 10, элемент управлени 11, модул тор 12, сумматор 13, усилитель посто нного тока 14 и квадратор 15.. The proposed converter contains input elements 1 and 2, a key 3, quadrants 4 and 5, keys 6 and 7, a memory element 8, a differential amplifier 9, a key 10, a control element 11, a modulator 12, an adder 13, a DC amplifier 14 and quad 15.

SУстройство работает следующим об разом.The device works as follows.

В первом такте ключи 3 и 7 замкнуты , а ключи б и 10 разомкнуты. При этом входное напр жение Ux(t) поступает на первый и второй каналы, состо щие из первого и второго входных элементов 1 и 2 и квадраторов 4 и 5 соответственно . Выходные напр жени квадраторов 4 и 5, каждое из которых пропорционально квадрату действующего значени входного напр жени Ux(t) . вычитаютс благодар встречному включению входов квадраторов 4 и 5, и разностное напр )«ение л6, соответствующее неидентичности обоих каналов, поступает иа один из входов дифференциального усилител 9. При это1 . . е u5 KKU -K-ltts ), где/ К , К2 ,Ki, К, - ко ффициентыIn the first cycle, the keys 3 and 7 are closed, and the keys b and 10 are open. In this case, the input voltage Ux (t) goes to the first and second channels, consisting of the first and second input elements 1 and 2 and quadrants 4 and 5, respectively. The output voltages of quadrants 4 and 5, each of which is proportional to the square of the effective value of the input voltage Ux (t). are subtracted due to the counter-switching of the inputs of quadrants 4 and 5, and the differential pressure η6, which corresponds to the nonidentity of both channels, enters one of the inputs of the differential amplifier 9. For this1. . e u5 KKU - K-ltts), where / K, K2, Ki, K, are coefficients

преобразовани входных элементов 1, 2 и квадраторов 4 и 5 соответственно; Of - действующее значение входного напр жени .converting input elements 1, 2 and quadors 4 and 5, respectively; Of is the effective value of the input voltage.

Так как дифференциальный усилитель 9. охвачен отрицательной обратной св зью , -осуществл емой через замкнутый Since the differential amplifier 9. is covered by a negative feedback, is carried out through a closed

ключ 7 и элемент пам ти S, то при условии достаточно большого коэффициента усилени , потенциалы входов дифференциального усилител отличаютс на величину напр жени смещени )усилител .Since the key 7 and the memory element S, under the condition of a sufficiently large gain factor, the potentials of the inputs of the differential amplifier differ by the magnitude of the bias voltage) of the amplifier.

Выходное напр жение- элемента пам ти Ug отличаетс от разн.остного напр жени л6 на величину напр жени смещени дифференциального усилител €, см. 2 гThe output voltage of the memory element Ug differs from the differential voltage L6 by the magnitude of the bias voltage of the differential amplifier €, see 2 g

U8 ue+ecM UA(K К4.-К2 %) +есм.U8 ue + ecM UA (K K4.-K2%) + esm.

в этом же такте, благодар встречному включению квадраторов 5 и 15, на выходе усилител 14 возникает напр жение и , равное K VKjlKj U., так какin the same cycle, due to the counter-inclusion of quadrants 5 and 15, a voltage appears at the output of amplifier 14 and is equal to K VKjlKj U., since

квадраторы 5 и 15, встречно включен-, ные выходы которых соединены со входом усилител посто нного тока 14, выход которого подключен ко входу квадратора 15, составл ют вместе с усилителем 14 линейный преобразователь действующего значени напр жени переменного тока в напр жение посто нного тока.quadrants 5 and 15, oppositely connected, the outputs of which are connected to the input of the DC amplifier 14, the output of which is connected to the input of the quad 15, form together with the amplifier 14 a linear converter of the effective value of the AC voltage to the DC voltage.

Во втором такте ключи 3 и 7 разомкнуты , ключи 6 и 10 замкнуты. При этом на вход второго канала продолжает поступать Ux(t), а на вход первого канала поступает напр жение цепи обратной св зи.In the second cycle, the keys 3 and 7 are open, the keys 6 and 10 are closed. In this case, Ux (t) continues to be input to the second channel, and the feedback circuit voltage is applied to the input of the first channel.

; UK, - UgbOk Kl4i; UK, - UgbOk Kl4i

где - коэффициент передачи модул тора 12.where - the transmission coefficient of the modulator 12.

На выходе дифференциального усилител 9 возникает усиленна разность напр жени элемента пам ти 8 и результирующего напр жени встречно включенных квадраторов 4 и 5.At the output of the differential amplifier 9, an amplified difference in the voltage of the memory element 8 and the resulting voltage of the included 4 and 5 quadrants occurs.

Выходное напр жение преобразовател во втором такте, с учетом напр жени смещени дифференциального усилител 9j равно , ... UBmK-U,4()-UglK,,The output voltage of the converter in the second cycle, taking into account the bias voltage of the differential amplifier 9j, is equal to, ... UBmK-U, 4 () - UglK,

где K(j - коэффициент усилени дифференциального усилител 9.where K (j is the gain of the differential amplifier 9.

Подставл вместо Ug его значение, пол-ученное в перво{ тЪкте, найдем:Substituting Ug for its value, half-learned in the first {tbkte, we find:

К к и - Bbin-UnK to and - Bbin-Un

Um,,N.,.-. к., Um ,, N., .-. to.,

Выходное напр жение ЛПДЗ U отличаетс от выходного напр жени преобразовател на величину погрешности ЛПДЗ, поэтому можно написать, чтоThe output voltage of the LPS U differs from the output voltage of the converter by the magnitude of the error of the LPS, so you can write that

1 14--ивы. (1-сГУ,1 14 - willows. (1-SSU,

где сГ- погрешность ЛПДЗ. Тогда where sG is the error of the LLA. Then

. UBbix Ui4 4ebiK сГ. Таким образом, получаем уравнение. UBbix Ui4 4ebiK cG. Thus, we obtain the equation

пг йых 1 . , pg yyh 1. ,

Реша его и пренебрега членом второго пор дка малости, получимSolving it and neglecting the second-order member of smallness, we get

и, вых к, 9К and, vy, 9k

Claims

P . 1 4 Thus, the output voltage of the converter does not depend on the bias voltage and the drift of the bias voltage of the differential amplifier 9. Formula of the Invention The converter of the effective value of the alternating voltage to a constant, containing two parallel channels, kgikdy of which is made in the form of a serial connection of the input element and quadrant, the inputs of both channels are connected between the sob through the first key, and the outputs of both channels are connected. between each other, a differential amplifier, the first input of which It is connected to the output of the first channel, the second input is connected through the memory element to the output of the second key, and the output of the differential amplifier is connected to the input of the third key, the third quadrant, the outputs of which are connected respectively to the midpoint of the connection of the channel quad outputs and to the input of the constant amplifier current, the output of which is connected to the input of the third quadrant and the input of the accumulator, another input of which is connected to the output of the third key, and the output is connected through the modulator and the fourth key to the input of the first channel, Rich control inputs of all the keys are connected to a control element, characterized in that, in order to increase accuracy, the second switch input connected to the output of the differential amplifier Sources of information, the received note in the examination 1.Avtorskoe USSR Certificate 539279, Cl. G 01 R 19/22, 1973.

2. Authors certificate of the USSR 549738, cl. G 01 R 19/22, 1975.