Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в вольтметрах действующего значения переменного напряжения.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования путем коррекции неидентичности проводимос- тей каналов полевых трайзисторов.

На чертеже приведена электрическая схема преобразователя.

Линейный преобразователь де1Йст- вугощег.о значения переменного напряжения содержит квадратирующий полевой транзистор , сток которого подключен к входной шине, а исток - к входу первого инвертирующего усилителя 2, усредняющий фильтр 3, вход которого подключен к выходу первого инвертирующего усилителя 2, а выход - к выходной шине, входу второго инвертирующего усилителя 4 и первому входу первого корректирующего сумматора 5, а также усилитель разбаланса 6, вход которого через первый резистор 7 соединен с входной шиной, через второй резистор 8 - с выходом второго инверти- . рующего усилителя 4 и непосредственно с объединенными между собой истоком балансирующего полевого тра зистора 9 и вторым входом первого корректирующего сумматора 5. Выход усилителя разбаланса 6 подключен к затвору балансирующего транзистора 9. Выход первого сумматора 5 . подключен к стоку балансирующего транзистора 9. Кроме того, преобразователь содержит второй корректирующий сумматор 10 с первым инвертирующим входом, коэффициент передачи по которому равен единице, вторым и третьим неинвертирующими входами, четвертым и пятым инвертирующими входами, коэф(ициенты передачи по которым равны 0,5. Первый вход корректирующего сумматора 10 соединен с затвором балансирующего транзистора 9, второй вход - со сто роШ)1 квадратирующего транзистора 1, третий вход - с истоком этого же транзистора, четвертый вход - со стоком балансирующего транзистора 9 пятый вход - с истоком этого же тра зистора, а выход - с затвором квад - ратирующего транзистора.

Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения работает следующим образом.

11657

На вход усилителя разбаланса 6 через резистор 7 с входной шины пре. образователя поступает переменный ток, пропорциональный входному сиг5 налу Ug, (t), а через инвертирующий усилитель 4 и резистор 8 с выходной шины преобразователя - постоянный ток, пропорциональный сигналу и, . К этому же входу усилителя разба10 ланса 6 через сумматор 5, предназначенный для суммирования постоянных напряжений, подводится ток, пропорциональный сумме постоянного напряжения Ug смешения усилителя раз15 баланса 6 и постоянного напряжения Ugjjijj. Усилитель разбаланса 6 охвачен параметрической обратной связью через балансирующий транзистор 9, поэтому при подаче входного напряже20 ния Ugj((t) выходное напряжение разбаланса вызывает изменение проводимости канала балансирующего транзистора 9 и одновременно через суммаг- тор 10 изменение проводимости канала

25 транзистора 1.

Зависимость проводимости G, канала балансирующего транзистора 9 от входного сигнала Ug(t), напряжения и„„ и напряжения U.,.,, опреде СЛЛОЬ1л

30 лится ИЗ условия, что сумма токов, поступающих на вход усилителя разбаланса 6 равна нулю:

UBx(ti-4jQ,-{UBb,HUc«lCig4UcM «eb,,-0

35 п л

где ijjjCrg - проводимости резисторов

7 и 8 соответственно. Из уравнения 1) следует, что

О,

q,q.(q,.q;)if--q,

ВЫ)

(2)

- вых

На первый неинвертирующий вход корректирующего сумматора 10 по- ст;упает сигнал U. , равный напряжению на затворе балансирующего транзистора 9, на второй и третий неинвертирующие входы - сигналы DC и Ujj , равные напряжениям соответственно на стоке и истоке квадратирующего транзистора 1, а на четвертый и пятый инвертирующие входы - сигналы UQ и U(j , равные напряжениям соответственно на стоке и истоке балансирующего транзистора 9. Коэффициент передачи сумматора 10 по первому входу равен 1, а по остальным входам 0,5. Напряжение 1)3, на выходе сумматора

10 и на затворе квадратирующего тр анзистора 1 будет равно

и,, и,, +0 ,5Uc, +0 ,5и„, -0,5Uc, - -0,5U,(3)

Уравнение (З) легко приводится к виду:

U,u, -U,,-0,5Ucu, ()

Проводимости G , и G, каналов : транзисторов 1 и 9 определяются соотношением

г -г f, ; . °1 -U: -2U7) (5)

|где или 9.

-С учетом (4) получим

G,G,

т.е. проводимости каналов транзисторов 1 и 9 равны.

На вход инвертирующего усилителя 2 через канал квадратирующего транзистора 1 с проводимостью G, поступает ток, равный Ug(t)G, поэтому на выходе этого усилителя имеет место напряжение Ug равное

. D,W -U tlЧс 6)

где G - проводимость резистора обратной связи инвертирующего усилителя 2. С учетом (6) и (2) получим

II ffb-ll ( f L(t)Ci;

avtl .

.oc -oc вы}

Напряжение UgCt) усредняется , фильтром 3. В результате среднее значение выходного напряжения U,, преобразователя равно Т

.)«-,. GOC UebixJ

V

4ju,,(t)a.

)

Go.T U

t.

X

(7)

вы Составитель А.Пучковскйй Редактор М.Петрова Техред з.ПалийКорректор С. Шекмар

636/49

Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

1211657

где Т - период изменения входного

сигнала Ug(t).

Первое слагаемое в уравнении (7) равно нулю, как среднее значение пе- 5 ременного входного напряжения Ug(t). Следов ательно, можно записать

j Qoc

т1«

о

вХ

Ctldt

(8)

Из Л8) следует, что на выходе преобразователя формируется постоянное напряжение, пропорциональное действующему значению входного напряжения.

Отличия преобразователя позволяют скорректировать погрешность преобразования за счет компенсации разности напряжений сток-исток транзисторов разностью напряжений затвор-исток, т.е. повысить точность преобразования.

Формула изобретения

25

30

35

40

Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения по авт.св. № 1075176, о т - ли11ающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введен второй корректирующий сумматор, первый неинвертирующий вход которого соединен с затвором балансирующего транзистора, второй и третий неинвертирующие входы подключены соответственно к стоку и истоку квадратирующего транзис-, тора, четвертый и пятый инвертирующие входы - соответственно к стоку и истоку балансирующего транзистора, выход второго сумматора соединен с затвором квадратирующего транзистора, при этом второй сумматор выполнен с единичным коэффициентом передачи по первому входу и с коэффици- ., ентом передачи, равным 0,5 по остальным входам.

Изобретение относится к облас- .ти электроизмерений и может быть использовано в вольтметрах действующего значения переменного напряжения. Цель изобретения - повы- шение точности преобразования путем коррекции неидентичности провода - мостей каналов полевых транзисторов . Устройство содержит квадрати- рующий полевой транзистор 1,инвертирующие усилители 2 и 4, усредняющий фильтр 3, корректирующие сумматоры 5 и 10, усилитель раз б алан-, са 6, резисторы 7 и 8 и балансирующий полевой транзистор 9. В описании приведены соотношения, опреде- . ляющие проводимости каналов транзисторов 1 и 9, и дан расчет напряже7 ния на выходе преобразователя. Изобретение дополнительное к авт. св. № 1075176. I ил. i СП 1C О) сд Smx.