Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК G01R19/22 

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть испол зовано в вольтметрах переменного напряжения. Известен преобразователь перемен ного напряжения в постоянное, содер жащий выпрямитель, выход которого подключен к усредняющему фильтру, а параллельно выпрямителю подключен компенсирующий канал, обладаюпщй дифференцирующими свойствами l . В известном преобразователе постоянная времени усредняющего фильтр выбирается из условия обеспечения минимально допустимого уровня пульсаций на самой низкой частоте входного сигнала, что ограничивает его быстродействие на более высоких час тотах, несмотря на то, что постоянШые времени компенсирующего канала и усредняющего фильтра частично ком пенсируются. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь переменного напряже ние -в постоянное, содержащий формирователь модуля входного сигнала, вход которого подключен к входной шине, а выход - к первому входу сумматора-интегратора, импульсное управляющее устройство, выход которого подключен к управляющему электроду ключа, конденсатор, одна обкладка которого соединена с входом усилителя и одним из выводов ключа, другой вывод которого соединен с вы ходом сумматора-интегратора, вход управляющего устройства соединен с входной шиной, свободная обкладка конденсатора - с общей шиной, выход усилителя подключен к выходной шине и второму входу сумматора-интеграто ра 23. : Однако максимальное быстродействие данного устройства обеспечивает ся ооответствукицим выбором параметр его элементов только лишь на фиксированной частоте входного сигнала. Если преобразователь должен в диапазоне частот, то максимальное быстродействие возможно только на минимальной частоте, а на более выс ких частотах оно снижается. Цель изобретения - повьшение быс тродействия при работе в диапазоне частот входных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного- напряжения в постоянное, содер жащий формирователь модуля, вход которого подключен к входной шине, а выход к первому входу сумматораинтегратора, импульсное управляющее устройство, выход которого подключен к управляющему электроду ключа, конденсатор, одна обкладка которого соединена с входом усилителя и одним из выводов ключа, дополнительно введаны резистор и пороговый элемент с зоной нечувствительности передаточной характеристики вблизи нуля, в качестве импульсного управляющего устройства использован автогенератор, при этом-выход сумматора-интегратора соединен с второй обкладкой конденсатора и выходной шиной, другой вывод ключа соединен с выходом усилителя и через пороговый элемент - с вторым входом сумматораинтегратора, а резистор включен между входом и выходом усилителя. На фиг.1 приведена блок-схема преобразователя переменного напряжения.в постоянное; на фиг.2 - передаточная характеристика порогового элемента; на фиг.Т- временные диаграммы выходного напряжения преобраз вателя: а - при включении входного сигнала, б - при отключении входного сигнала, в - временная диаграмма выходного напряжения прототипа при включении входного сигнала. Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит формирователь модуля 1 (например,двухполупериодный выпрямитель ), вход которого подключен к входной шине, а выход к первому входу сумматора-интегратора 2, импульсное управляющее устройство 3, выход которого подключен к управляющему электроду ключа 4,- конденсатор 5, одна обкладка которого соединена с входом усилителя 6 и одним из выводов ключа 4, резистор 7и пороговый элемент 8 с зоной нечувствительности передаточной характеристики вблизи нуля, в качестве импульсного управляющего устройства 3 использован автогенератор , , при этом выход сумматора-интегратора 2 соединен со свободной обкладкой конденсатора 5 и выходной шиной, свободный вьшодключа 4 соединен с выходом усилителя 6 и через пороговый элемент 8- с вторым входом сумматора-интегратора 2, а резистор 7 включен между входом и выходом усилителя 6. 3 Преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом. Формирователь модуля 1 подает на первый вход сумматора-интегратора 2 напряжение, равное модулю входного переменного напряжения. Выходное постоянное напряжение сумматора-ин;г егратора 2 изменяется по величине при изменении величины входного сигнала, причем скорость его изменения, оп ределякщая быстродействие преобразов теля зависит от постоянной времени сумматора-интегратора 2, которая вы бирается, исходя из допустимого уро ня пульсаций выходного напряжения на самой низкой частоте входного си нала. При разомкнутом ключе 4 изменение выходного напряжения сумматора-интегратора 2 вызывает появлени выходного напряжения усилителя 6, пропорционального скорости изменения выходного напряжения преобразователя, поскольку конденсатор 5, уси литель 6 и резистор 7 образуют дифференцирующий блок. При достаточно большой скорости изменения выходного напряжения преобразователя выход ное напряжения усилителя 6 превьшае уровень порогового напряжения Uf, (фиг,2) зоны нечувствительности -порогового элемецта 8. Напряжение, ра нов разности указанных напряжений, прикладывается к второму входу сумматора-интегратора 2, за счет чего увеличивается скорость изменения выходного напряжения преобразовател Полярность выходного напряжения уси лителя 6 положительна при возрастании выходного напряжения преобразователя и отрицательна при его убывании. Таким образом, при разомкнутом ключе 4 преобразователь оказы74вается охваченным цепью положительной обратной связи, что и.обеспечивает резкое увеличение скорости изменения выходного напряжения. При замкнутом ключе 4 выходное напряжение усилителя 6 равно нулю, цепь положительной обратной связи разомкнута и скорость изменения выходного напряжения определяется только лишь параметрами сумматора-интегратора 2. При подаче на управляющий электрод ключа 4 импульсов от управляющего устройства 3 ключ размыкается на время Vc периодом.. В интервалы времени, когда ключ 4 замкнут (t ... фиг.З , диаграммы а, б, . где tj-t ), процесс изменения выходного напряжения идет медленно без участия положительной обратной связи. В интервалы времени, когда ключ 4 разомкнут (t2...t,Ha фиг.З, диаграммы а, б, где t,), процесс изменения выходного-напряжения резко ускоряется за счет положительной обратной связи. При умеиьшении скорости изменения выходного напряжения в интервале времени, когда ключ 4 разомкнут, вследствие прибли- жения к установившемуся значению выходное напряжение усилителя 6 стаио- вится меньше порогового напряжения зоны нечувствительности передаточиой характеристики порогового напряжени}Г элемента 8, поэтому положительная обратная связь не включается независимо от состояния ключа 4 (t.,.tj на фиг.З, диаграммы а, б). Таким образом, изобретение позволяет за счет периодического включения цепи положительной обратной связи повысить его быстродействие при работе в диапазоне частот входного сигнала не менее, чем на порядок.

tr.

п

дг.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ в ПОСТОЯННОЕ, содержащий формирователь модуля, вход которого подключен к входной шине, а выход к первому входу сумматора-интегратора, импульсное управляющее устройство, выход которого подключен к управляющему электроду ключа, конденсатор, одна обкладка которого соединена с входом усилителя и одним из выводов ключа-, о т л и ч а ю щ и- Йс я тем, что, с целью повьшения быст родействия при работе в диапазоне частот входных сигналов, в него дополнительно введены резистор и поре-: говый элемент с зоной нечувствительности передаточной характеристики вблизи нуля, в качестве импульсного управляющего устройства использован автогенератор, при этом выход сумматора-интеграторй соединен с второй обкладкой конденсатора и выходной шиной , другой вывод ключа соеg (Л динен с выходом усилителя и через пороговый элемент - с вторым входом сумматора-интегратора, а (резистор-: включен между входом и выходом усилителя .

tf t.t3 tpt/t.l