Линейный преобразователь среднеквадратических значений напряжения Советский патент 1986 года по МПК G01R19/02 

1275303 Изобретение относится к электро-измерительной технике и предназначено для преобразования постоянного или переменного напряжения, а также его суммы в постоянное напряжение по уровню среднеквадратического значения с высокой точностью при минимальных аппаратурных затратах. Цель изобретения - упрощение преобразователя за счет исключения второго операционного усилителя без ухудшения метрологических характеристик. На чертеже представлена блок-схема преобразователя среднеквадратичес- 15 ких значений напряжения. , Преобразователь содержит четыре квадратора, вьтолненных на полевых транзисторах 1-4, истоки которых сое динены с затворами. Исток первого по-, 20 так левого.транзистора I и сток второго 2 соединены с входной шиной, исток третьего полевого транзистора 3 и сток первого 1 соединены с одним выводом первого резистора 5 и с инвертирующим входом усилителя 6 постоян ного тока, причем к ийвертиругощему входу усилителя 6 подключен также первый вывод конденсатора 7,.а второй вывод - к его выходу, выход усилителя постоянного тока 6 соед1Гнен через ограничитель 8 полярности с выходной шиной, стоком третьего поле вого транзистора 3 и с истоком четвертого полевого транзистора 4, сток о которого соединен с истоком второго полевого транзистора 2, одним вьшод второго резистора 9 и неинвертирующим входом усилителя 6 постоянного тока, а вторые выводы,резисторов 5 и 9 соединены с рбщей шиной. Преобразователь работает следующим образом. . На вход преобразователя поступае измеряемое напряжение U и при этом токи в полевых транзисторах определяются следующей системой уравнений I,- Ц,-и, а,- и,-Ц, ь; ; I.,j(U,-U2)a,+(U,-U); 4 ; ewx-u,)c..rUy)X; .(U,rU,)Q,-()W где IJ - выходное напряжение прео разователя; и и U - мгновенные значения напр жений на резисторах 5 и соответственно; зов ря в где выр Тог - константы, связанные с параметрами полевых транзисторов J G - проводимостью канала и U--напряжением отсечки полевого транзистора H-G,, ; С„. /2U,,. ). Тогда выходное напряжение преобраателя с учетом усреднения благодаконденсатору 7 равно ы, . Kg -коэффициент передачи разомкнутого усилителя 6 постоянного тока; Lgbix среднее значение напряжения. Подставим в последнее уравнение 1с учетоМ ажения токов о, что R во; и,и, а же учитлвая идентичность параметров полевых транзисторов, выполненных на одной подложке по одной технологии и работающих в одинаковых режимах, т.е. что и Ъ,, Ъ Ъ,, .получим Hfi|l i Г. I 2b(U, ). Отсюда следует, что и и Нвь . Л бых 5KgBG /Ujo Так как G есть отношение тока насьпцения 1„ к напряжению U отсечки транзистору {0„ 21 /1130, R .JPV, то величина больше единицы. Учитывая, что коэффициент передачи К,; разомкнутого усилителя 6 постоянного тока более 10 , можно считать, что - О с погрешностью, не превышающей 0,001%. Тогда выходное напряжение преобразователя Ugyj И Up равно среднеквадратическому значению U.j входного напряжения U. Формула изобретения Линейный преобразователь среднеквадратических значений напряжения, содержащий четыре квадратора, выполненных на полевых транзисторах, истоки которьпс соединены с затворами, исток первого полевого транзистора и сток второго соединены.с входной шиной, исток четвертого и сток третьего - с вых:одной шиной и с выходом усилителя постоянного тока через ограничитель полярности, исток третьего полевого транзистора и сток первого соединены с одним,выводом пер312753034 .

вого резистора и с инвертирующим вхо-го резистора, отличающийся

дом усилителя постоянного тока, при-тем, что, с целью упрощения преобрачем JC инвертирующему входу усилителязователя, исток второго полевого

постоянного тока подключен также пер-транзистора и сток четвертого соедивый вывод конденсатора, второй вы- jйены с неинвертирующим входом усиливод - к его выходу, а исток второго -теля постоянного тока, а вторые вьшополевого транзистора и сток четвер-ды первого и второго резисторов 1 одтого соединены с одним вьшодом второ-ключены к общей шине.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель - упрощение преобразователя. Линейный преобразователь среднеквадратических значений напряжения содержит квадраторы, вьшолненные на полевых транзисторах 1-4, входную шину, резисторы 5 и 9, усилитель 6 постоянного тока, конденсатор 7 и ограничитель 8 полярности. Цель достигается за счет введения новых электрических связей. В описании изобретения описана раВота устройства и приведены математические зависимости измеряемых величин. Изобретение предназначено для преобразования, постоянного или переменного напряжения, а также его суммы в постоянное напряжение по уровню среднеквадратического значения с высокой точностью (Л при минимальных аппаратурных затратах. 1 ил. vj ел со о о