Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК G01R19/02 

;

О) Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть использовано в вольтметрах эффективных напряжений. Известен преобразователь переме ного напряжения в постоянное, содер жащий два термопреобразователя: входной и обратного преобразования выходы которых соединены встречнопоследовательно и включены между входами операционного усилителя, к«выходу которого подключен вход повторителя.напряжения и цепь защиты, а выход повторителя напряжения соединен с выходной шиной и входом термопреобразователяобратного преобразования lj . Известный преобразователь имеет недостаточно широкий динамический диапазон из-за возможности появления на его выходе отрицательного на пряжения при малом уровне входного сигнала, при этом отрицательная обратная связь через термопреобразова тель обратного преобразования превращается, в положительную и операционный усилитель насьпцается, вслед ствие чего преобразователь неработо способен при малом уровне входного сигнала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пре образователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй термопреобразователи, выходы которых соединены встречнопоследовательно, вход первого термопреобразователя подключен к входным шинам, вход второго - к общей и выходной щинам, и его свободный вх ной вывод - к общей щине,первый опе ционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен со свободным вьЬсодным выводом первого термопреобразователя, а выход - через пе вый резистор с входом эмиттерного повторителя, выход которого соедине с выходной щиной, второй операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходной, а инвертирующий - через второй резистор с общей шиной, первый и второй диоды соединенные согласно-последовательно v точка соединения которых подключена к выходу второго операционного усилителя, анод первого диода - к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через третий резистор к общей, шине, а катод второго диода - к инвертирующему входу второго операционного усилителя 2 . Преобразователь содержит цепь защиты от инверсии выходного напряжения, состоящую из второго операционного усилителя, второго и третьего резисторов, первого и второго диодов. Однако и он имеет недостаточно широкий динамический диапазон, поскольку при малом уровне входного сигнала разность выходных напряжений термопреобразователей соизмерима с напряжением на третьем резисторе, обусловленная проникающим через него обратным током запертого первого диода, что резко снижает точность преобразования. Цель изобретения - расширение динамического диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем первый и второй термопреобразователи, выходы которых соединены встречно-последовательно, вход первого термопреобразователя подключен к входным шинам, вход второго - к общей и выходной щинам, и его свободный выходной вывод - к общей шине, первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен со свободным выходным выводом первого термопреобразователя, а выход через первый резистор с входом эмиттерного повторителя, выход которого соединен с выходной шиной, второй операционный усилитель, первый и второй диоды, соединенные согласнопоследовательно, точка соединения которых подключена к выходу второго операционного усилителя, второй резистор, катод первого диода соединен с входом эмиттерного повторителя, анод второго диода - с инвертирующим входом второго операционного усилителя и через второй резистор с выходной шиной, а инвертирующий вход первого операционного усилителя и неинв.ертируюпхий вход второго, операционного усилителя подключены к общей шине. На чертеже приведена электрическая схема преобразователя переменного напряжения в постоянное.

3

Преобразователь переменного напржения в постоянное содержит первый 1 и второй 2 термопреобразователи, выходы которых соединены встречнопоследовательно, вход первого термопреобразователя 1 подключен к входным шинам, вход второго 2 к общей и выходной шинам, и его свободный выходной вывод - к общей шине, первый операционный усилитель 3 неинвертирующий вход которого соединен со свободным .выходным выводом первого термопреобразователя 1, а - через первый резистор 4 с входом эмиттерного повторителя 5, выход которого соединен с выходной шиной, второй операционный усилитель 6, первый 7 и второй 8 диоды, соединенные согласно-последовательно, точка соединения которы подключена к выходу второго операционного усилителя 6, второй резистор 9. Катод первого диода 7 соединен с входом эмиттерного повторителя 5, анод второго диода 8 - с инвертирующим входом второго операционного усилителя 6, и через второй резистор 9 - с выходной шиной, 1 а инвертирующий вход первого опера ционного усилителя 3 и неинвертирующий вход второго операционного

, усилителя 6 подключены к общей шине

Преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

Первый термопреобразователь 1 квадрирует входной сигнал и второй термопреобразователь 2 - выходное напряжение. Разность выходных сигналов термопреобразователей 1 и 2 усиливается первым операционным

614

усилителем 3. Поскольку первый операционный усилитель 3 имеет большой коэффициент усиления, то разность между входными напряжениями термопреобразователей 1 и 2 мала и в соответствии с алгоритмом взаимообразных; преобразований выходное напряжение преобразователя пропорционально эффективному значению входного сигнала. Эмиттерный повторитель 5 защищает второй термопреобразователь 2 от перегрузки. При появлении на выходной шине преобразователя напряжения

отрицательной полярности ни выходе второго операционного усилителя 6 появляется положительное напряжение, которое отпирает первый диод 7. Таким образом, замыкается цепь стопроцентной обратной связи, охватывающей эмиттерный повторитель, на входе которого поддерживается при этом нулевой уровень напряжения. Второй диод 8,предотвращает насыщение второго операционного усилителя 6. При увеличении выходного напряжения первого операционного усилителя 3 на выходной шине преобразователя напря-. жение становится положительной nor

лярности. При этом выходное напряжение второго операционного усилителя 6 инвертируется и первый диод 7 запирается, отключая цепь отрицагтельной обратной связи. Поскольку

обратный ток запертого диода 7 не протекает в выходных цепях термопреобразователей 1 и 2, то при работе с сигналами малого уровня повышается точность преобразования и,

следовательно, расширяется динамический диапазон преобразователя.

ДпкГ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий первый и второй термопреобразователи,, выходы которых соединены встречнопоследовательно, вход первого термопреобразователя подключен к входным шинам, вход второго - к общей и выходной шинам, а его свободный выходной вывод - к общей шине, первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен свободным выходным выводом первого термопреобразователя, а выход через первый резистор - с входом эмиТтерного повторителя, выход которого соединен с выходной шиной, второй операционный усилитель, первый и второй диоды, соединенные согласнопоследовательно, точка соединения которых подключена к выходу второго операционного усилителя, второй резистор, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, катод первого диода соединен с входом эмиттерного повторителя, анод второго диода с инвертирующим входом второго операционного усилителя и через второй резистор - с выходной шиной, а инвертирующий вход первого операционного усилителя и неинвертирующий вход второго операционного усилителя подключены к общей шине.