Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в вольтметрах действующего значения переменного напряжения. Известен измерительный преобразо ватель действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий входной термопреобразователь обратной связи, термопары которых соединены дифференциально и подключены к входу усилителя, .выход которого подключен к выходной шине и через звено обратной связи к нагревателю термопреобразователя обратной связи П. Однако известный измерительньш преобразователь имеет ограниченный срок службы и значительное собствен ное потребление мощности, что связано с использованием термопреобраз вателей. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является линеййый преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное содержащий формирователь модуля, первый усилитель, вход которого подключен к выходу формирователя модуля и коллектору первого транзистора, а выход - к змиттерам второго и третьего транзисторов, базА второго транзистора соединена с его коллектором и эмиттером первого транзистора, база которого подключена к общей шине, второй усилитель, выход которого соединен с выходной шиной и через параллельно включенные первый резис тор И конденсатор с его входом, третий усилитель, вход которого через второй резистор соединен с выхо ной щиной, а вь1ход - с базой треть го транзистора, четвертый транзистор, эмиттер которого соединен с вы ходом третьего усилителя, коллектор с входом третьего усилителя, а кол лектор третьего транзистора соединен с входом второго усилителя 2j Недостаткомпрототипа является сравнительно низкая точность преоб разования, поскольку третий транзис тор работает в линейном режиме, тогда как режим работы остальных транзисторов близок к режиму насыщ кия, что приводит к погрешностям выполнения взаимообратных операций логарифмирования и потенЦиирования Цель изобретения - повышение I точности. Поставленная цель достигается тем, что в линейньй преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий формирователь модуля, первый усил-итель, вход которого подключен к выходу формирователя модуля и коллектору первого транзистора, а выход - к эмиттерам второго и третьего транзисторов, база второго транзистора соединена с его коллектором и эмиттером первого транзистора, база которого подключена к общей шине, второй усилитель, выход которого соединен с выходной шиной и через шараллельно включенные первый резистор и конденсатор - с его входом, третий усилитель, вход которого через второй резистор соединен с выходной шиной, а выход - с базой третьего транзистора, четвертый транзистор, эмиттер которого соединен с выходом третьего усилителя, коллектор - с входом третьего усилителя, а база - с общей шиной, дополнительно введен пятый транзистор, эмиттер которого соединен с коллек- тором третьего транзистора, коллектор - со входом второго усилителя, а база - с общей щиной. На чертеже приведена электрическая схема линейного преобразователя действующего значения переменного напряжения в постоянное. Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное содержит формирователь 1 модуля, первьй усилитель 2, вход которого подключен к выходу формирователя 1 модуля и коллектору первого транзистора 3, а выход - к эмиттерам второго 4 и третьего 5 транзисторов, база второго транзистора 4 соединена с его коллектором и эмиттером первого 5;ранзистора 3, база которого подключена к общей шине, второй усилитель 6, выход которого соединен с выходной шиной и через параллельно соединенные первый резистор 7 и конденсатор 8 - с его входом, третий усилитель 9, вход которого через второй резистор 10 соединен с выходной шиной,.а выход - с базой третьего транзистора 5, четвертый транзистор 11, эмиттер которого сое-, динен с выходом третьего усилителя 9, коллектор - с входом третьег усилителя 9, а база - с общей шиной. В линейный преобразователь дополнительно введен пятый транзис тор 12, эмиттер которого соединен с коллектором третьего транзистора 5, коллектор - со входом второг усилителя 6, а база - с общей шино Линейный преобразователь действующего значения переменного напря жения в постоянное работает следую щим образом. Входной сигнал преобразователя поступает на вход формирователя 1 модуля, затем модуль входного си нала логарифмируется усилителем 2, охваченнь-м обратной связью через транзисторы 3 и 4. Напряжение на эмиттере транзистора 4 пропорционально удвоенному логарифму модуля входного сигнала. Выходной сигнал преобразователя поступает через резистор 10 на вход усилителя 9, охваченного обратной связью через транзистор 11. На эмиттере транзистора 11 напряжение пропорционально логарифму выходного напряжения. Нап жение на переходе база - эмиттер транзистора 5 становится равным разности выходных напряжений логари мических преобразователей на усилителях 2 и 9, а коллекторный ток транзистора 5 пропорционален потенциированному значению указанной раз ности напряжений. Транзистор 12, включенньй по схеме с общей базой, снижает коллекторное напряжение транзистора 5 до уровня, примерно равного напряжению на его базе. При этом режимы транзисторов 3,4 и 11, обеспечивающих логарифмирование модуля входного сигнала и выходного напряжения, и транзистора 5 по постоянному току становятся практически одинаковыми, что и снижает погрешность преобразования. Вхбдное сопротивление потенциирующего преобразователя на транзисторах 5 и 12 остается достаточно высоким. После потенциирования сигнал усиливается и фильтруется усилителем 6,с интегрирующей цепью обратной связи - резистором 7 и конденсатором 8. В результате в преобразователе реализуется алгоритм преобразования входного сигнала в постоянное напряжение по уровню действующего значения: ,r7bp 2b/U8.W|-enUeJjt, где и gt,|)( - выходное напряжение преобразователя J Ugj( it) - входное напряжение преобразователя, Т - период усреднения. Соединение транзистора 5 с входом усилителя 6 через дополнительно введенный транзистор 12, включенный по схеме с общей базой, позволяет устанбвить одинаковые режимы по постоянному току у транзисторов логарифмирующих и потенциирующего преобразователей, что обеспечивает повьш1ение точности не менее, чем в 2 раза. Экспериментальные данные подтверждают возможность получения класса точности преобразователя, равного 0,25 йротив 0,5 у прототипа. Кроме того, вдвйе расширяется динамический диапазон.

ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУВДЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержаний формирователь модуля, первый усилитель, вход которого подключен к выходу формирователя модуля и коллектору первого транзистора, а выход к эмиттерам второго и третьего транзисторов, база второго транзистора соединена с его код1лектором и эмиттером первого транзистора, база которого подключена к-общей шине, второй усилитель, выход которого соединен с выходной шиной и через параллельно включенные первьм резистор и конденсатор - с его входом третий усилитель, вход которого через второй резистор соединен с выходной шиной, а выход - с базой третьего транзистора, четвертый транзистор, эмиттер которого соединен с выходом третьего усилителя, коллектор с входом третьего усилителя, а база с общей шиной, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнитель(Л но введен пятый транзистор, эмиттер которого соединен с коллектором третьего транзистора, коллектор со входом второго усилителя, а база - с общей шиной. сд со