SU875558A1

SU875558A1 - Voltage modulator

Info

Publication number: SU875558A1
Application number: SU762333494A
Authority: SU
Inventors: Юрий Георгиевич Толстов; Александр Венедиктович Наталкин; Станислав Гиршевич Забровский; Александр Михайлович Колоколкин
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1976-03-15
Publication date: 1981-10-23

Description

154) МОДУ/ШТОР НАПРЯЖЕНИЯ154) FASHION / STRESS VOLTAGE

Изобретение относитс к измерител ной технике, в частности, к модул то рам напр жени с гальванической разв зкой входа и выхода и может быть использовано в качестве датчиков в системах регулировани , измерени ; и контрол в различных электротехнических устройствах, а также в высоковольтных статических преобразовател х , Известны модул торы напр жеки с гальванической разв зкой входного и выходного сигналов. Один из известных модул торов, содержит входной трансформатор, первична обмотка которого подключена к №1ходу, генератора модулирующего напр же1ш , вторична обмотка трансформатора через коммутирующие элементы , выполненные на транзисторах, йодключёна к первичной обмотке выходного трансформатора, средн точк которого через источник модулируемого напр жени подключена к эмиттерам транзисторов l j. Недостатком данного устройства вл е.тс низкий КПД, точность и по-. лоса пропуска1ш вследствие вли ни И1ЗДУКТИВНОСТИ и емкости обмоток трансформатора. Наиболее близким к предпагаемому по техршческой сущности вл етс модул тор напр жени , содержащий источник модулирующего напр жени со средней точкой, парафазные выходы которого через вентипьные элементы подключены к парафазным входам первичной обмотки выходного тр-ансформатора , вторична обмотка которого через демодул тор подключена к выходным клеммам 2j. Недостатками известного устройства вл ютс низка точность, большие искажени выходного сигнала, обусловленные вли нием индуктивностей намагничивани и межвитковых емкостей 3 выходного трансформатора на величину и форму.-передаваемого сигнала, Цель изобретени - уменьшение искажений выходного сигнала. Поставленна цель достигаетс тем что в модул тор напр жени , содержащий источник модулирующего напр жени со средней точкой, парафазные, выходами которого через вентильлые элементы подключены к парафазньгм входам первичйой обмотки выходного трансформатора, вторична обмотка которого через демодул тор подключена к выходным клеммам, введен тран зистор, коллектор которого соединен со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, база подкл чена к средней точке источника модулирующего напр жени и одной входной клемме, а эмиттер соединен с дру гой входной клеммой. На фиг. представлена принцйпиаль на электрическа схема устройства позвол юща передать с входа на выход сигнал одной пол рности на фиг схема включени элементов устройства дп передачи сигнала другой пол рности j на фиг.З - схема устройства , позвол кица передать знакопеременный сигнал. Модул тор напр жени содёрж&т источник 1 модулирующего напр жени со средней точкой 2, парафазные выходы 3 и 4 которого через диоды 5 и 6 подключены к парафазным.. входам 7 и 8 первичной обмотки 9 выходного трансформатора 0, вторична обмотка 11 которого через демодул тор 12 подключена к выходным кггеммам J3 и 14. Средн точка 15 первичной обмотки трансформатора 10 через коллекторно-базовый переход транзистора .16 соединена с одной входной клем мой 17 модул тора и средней точкой 2 источника I модулирующего напр жени . Друга входна клемма 18 подключена к эмиттеру транзистора 16 Демодул тор 12 выполнен, например на диодах 19 и 20, образун цих двухполупериодгаш выпр митель, которого через ограничивающий резистор 21 подключен к выходным клеммам 13 и J4. Входные клеммы 17 и 18 модул тор подключены к выходу источника 22 модулируемого напр жени , например выходу высокоомного делител . Модул тор работает следующим обр 8 При отсутствии сигнала на выходе источника 22 модулируемого напр же и транзистор 16 и диоды 5 и б зарыты , сигнал на выходе деМодул тоа 12 отсутствует. При поступлении на входные клеммы 17 и 18 модул тора сигнала, открывающего транзистор 16, напр жение источника 1 модулирующего напр жени поочередно, с частотой Источника 1, через диоды 5 и 6 и обмотку 9 трансформатора 10 будет прикладыватьс к переходу коллектор-база транзистора 16, создава посто нный тоКу равный (с точностью до коэффициента передачи по току трайзистора 16) входному току модул тора. При этом переменный ток, протекающий по обмотке 9, с частотой источника 1, будет трансформироватьс во вторичную обмотку 11 трансформатора 10 и выпр мп тьс диодами 19 и 20. Таким образом, через резистор 21 будет протекать посто нный ток, равньм вкодному току модул тора, а напр жение на выходе демодул тора будет пропорционально этому току, и, следовательно, напр жению на входе модул тора. Аналогично работает транзистор 16 и трансформатор 10 при другой пол рности напр жени на входе модул тора (фиг,2). Так как транзисторы 16 модул тора оказываютс включенными по схеме с общей базой, они работают в режиме источника тока, величина которого определ етс только входным сигналом модул тора и не зависит от амплитуды напр жени источника 1 модулирующего напр жени , что исключает также вли ние падени напр жени на диодах 5 и 6 и 19 и 20 на точность«измерени . Вли хше падени напр жени на базе-змнттерных переходах транзисторов 16 также мало, так как сопротивление резисторов плеч делител обычно велико и его можно с большой точностью рассматривать как источник тока . Поскольку имходиые трансформаторы 10 подключены к выходу мощного источника модулирующего напр жени , а не к выходу делител с большим внутренним сопротивлением, то вли ние индуктивностей намагничивани и межвитковых e кpcтeйL трансформаторов 10 на величину н форму передаваемого с. делител напр жени незначительно.The invention relates to a measuring technique, in particular, to voltage moduli modules with galvanic isolation of input and output, and can be used as sensors in control and measurement systems; and control in various electrical devices, as well as in high-voltage static converters. Voltage modulators with electrical isolation of input and output signals are known. One of the known modulators contains an input transformer, the primary winding of which is connected to the No. 1 input of the modulating generator, the secondary winding of the transformer through switching elements made on transistors is connected to the primary winding of the output transformer, the middle point of which is connected through a source of modulated voltage to the emitters of transistors l j. The disadvantage of this device is that its low efficiency, accuracy and re- skip bandwidth due to the influence of ICT and the capacity of the transformer windings. The closest to that assumed by the technical entity is a voltage modulator containing a source of a modulating voltage with a midpoint, the paraphase outputs of which are connected to the output terminals of the primary winding through the fan modules to the output terminals through ventilator elements 2j. The disadvantages of the known device are low accuracy, large distortion of the output signal, due to the influence of magnetizing inductances and interturn capacitances 3 of the output transformer on the size and shape of the transmitted signal. The purpose of the invention is to reduce the distortion of the output signal. The goal is achieved by the fact that a voltage modulator containing a midpoint modulating voltage source, paraphase, the outputs of which through the valve elements are connected to the paraphasic inputs of the primary winding of the output transformer, the secondary winding of which through a demodulator is connected to the output terminals, a transistor is inserted whose collector is connected to the midpoint of the primary winding of the output transformer, the base is connected to the midpoint of the source of modulating voltage and one input terminal , and the emitter is connected to another input terminal. FIG. A conceptual diagram is presented on the electric circuit of the device that allows to transmit a signal of one polarity from the input to the output circuit of the device elements dp of signal transmission of the other polarity j of fig. 3 is a diagram of the device that allows the alternating signal to transmit the alternating signal. The voltage modulator contains & t the source 1 of modulating voltage with a midpoint 2, the paraphase outputs 3 and 4 of which are connected via diodes 5 and 6 to the paraphase .. inputs 7 and 8 of the primary winding 9 of the output transformer 0, the secondary winding 11 of which through the demodule The torus 12 is connected to the output kg hems J3 and 14. The midpoint 15 of the primary winding of the transformer 10 is connected via a collector-base junction of the transistor .16 to the same input terminal 17 of the modulator and the midpoint 2 of the source I of modulating voltage. Another input terminal 18 is connected to the emitter of the transistor 16. A demodulator 12 is made, for example, on diodes 19 and 20, formed by a two-wave rectifier, which is connected to the output terminals 13 and J4 through a limiting resistor 21. The input terminals 17 and 18 of the modulator are connected to the output of modulated voltage source 22, for example, the output of a high-impedance divider. The modulator operates as follows. 8 In the absence of a signal at the output of the source 22 modulated by a voltage, both the transistor 16 and the diodes 5 and b are closed, the signal at the output of the demodulator 12 is absent. When a signal is received at the input terminals 17 and 18 of the modulator that opens the transistor 16, the voltage of the source 1 of modulating voltage alternately with the frequency of Source 1 through diodes 5 and 6 and the winding 9 of the transformer 10 will be applied to the collector-base junction of transistor 16, creating a constant current equal to (up to the transfer coefficient of the current of the springizer 16) the input current of the modulator. In this case, the alternating current flowing through the winding 9, with the frequency of source 1, will be transformed into the secondary winding 11 of transformer 10 and straightened by diodes 19 and 20. Thus, a constant current flowing through the resistor 21, equal to the modulator current, and the voltage at the output of the demodulator will be proportional to this current, and, therefore, to the voltage at the input of the modulator. Similarly, the transistor 16 and the transformer 10 operate at a different polarity of the voltage at the input of the modulator (Fig. 2). Since the modulator transistors 16 are turned on by a common base circuit, they operate in a current source mode, the magnitude of which is determined only by the input signal of the modulator and does not depend on the amplitude of the voltage of the modulating voltage source 1, which also eliminates the effect of voltage drop diodes 5 and 6 and 19 and 20 for accuracy of measurement. Also, the voltage drop at the base-transition transitions of the transistors 16 is also small, since the resistance of the divider shoulder resistors is usually high and can be viewed with great precision as a current source. Since the immobile transformers 10 are connected to the output of a powerful source of modulating voltage, and not to the output of a divider with a large internal resistance, the influence of the magnetizing inductances and the inter-turn e crustyl transformers 10 on the value n of the form of the transmitted c. voltage divider slightly.

Мощность, потребл ема модул тором от источника 1 модулирующего напр жени , определ етс напр жением на выходе источника 1 и входным токо модул тора, т.е. она пропорциональна напр жению на входе модул тора.The power consumed by the modulator from the source 1 of modulating voltage is determined by the voltage at the output of source 1 and the input current of the modulator, i.e. it is proportional to the voltage at the modulator input.

При отсутствии входного сигнала модул тор практически не потребл ёт мощности.In the absence of an input signal, the modulator consumes almost no power.

При включении модул тора дл пере дачи разнопол рного входного сигнала (фиг.37 используютс два трансформатора и два транзистора разного типа проводимости, база-эмиттерные переходы которых включаютс параллельно .When the modulator is switched on to transmit a different polarity input signal (Fig. 37, two transformers and two transistors of different conductivity types are used, the base-emitter transitions of which are connected in parallel.

Выходы демодул торов соедин ютс параллельно или последовательно. При последовательном соединении резисторы 21 должны быть включены парал;лельно выходу демодул тора.The outputs of the demodulators are connected in parallel or in series. In case of series connection, resistors 21 must be connected in parallel with the output of the demodulator.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет повысить точность работы модул тора за счет исключени вли ни амплитуды напр жени источ- ника модулиру1сщего напр жени на величину выходного сигнала модул то ра .Thus, the proposed device makes it possible to increase the accuracy of the modulator by eliminating the influence of the amplitude of the voltage of the source of modulating voltage on the magnitude of the output signal of the modulator.

Claims

1. Kalinchuk B, A. and Pichugin 0, A, Modulators of small signals. L ,, Energie, 1972, p.99, fig.4-36.

2. In the same place 66, fig. 3-5