Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1987 года по МПК G01R19/22 

Фиг./

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля переменных электрических напряжений .

Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения погрешности преобразования на нижних частотах.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг. 2-схема разделительного элемента.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное (фиг.1) содержит операционный усилитель 1, узел 2 детектирования,масштабирующий резистор 3, разделительный конденсатор 4, резистор 5 отрицательной обратной связи по постоянному напряжению, разделительный элемент 6, третий дополнительный резистор 7 и разделительный конденсатор 8.

Разделительньш элемент 6 (фиг.2) содержит выводы 9 и 10, диоды 11 и 12, дополнительные резисторы 13 и 14 и операционный усилитель 15.

Преобразователь работает следующим образом.

По переменному напряжению операционный усилитель 1 охвачен отрицательной обратной связью через узел 2 детектирования,благодаря чему переменное напряжение на первом выводе узла 2 Детектирования, которьй подключен к одному выводу масштабирующего резистора 3, имеет относительно малое значение, и переменное напряжение на этом резисторе, а значит, и ток через него мало зависят от нелинейного падения напряжения на диодах и ток является почти пропорциональным входному напряжению. Этот ток почти полностью проходит через узел 2 детектирования, где происходит выпрямление переменного сигнала. Ток через конденсатор 8 является малым, так как резисторы 5 и 7 и операционный усилитель 1 имеют большое входное сопротивление . Режим операционного усилителя 1 по постоянному напряжению стабилизируется с помощью резистора 5 отрицательной обратной связи по постоянному напряжению.

На нижних частотах погрешность преобразования зависит от величины переменного напряжения на первом выводе узла 2 детектирования. Эта

73652

погрешность пропорциональна сумме переменных составляющих токов через резисторы 5 и 7, которые проходят через конденсатор 8. Составляющие

5 токов являются противофазными, так как на один вывод-резистора 7 поступает через разделительный элемент 6, которьй служит для предотвращё-- ния попадания постоянного напряжения

О на вход преобразователя, входное напряжение, а на первом выводе резистора 5 действует выходное напряжение операционного усилителя 1, которое является противофазным носительно входного напряжения. В качестве разделительного элемента 6 можно применять повторитель напряжения с малым входньм током или разделительный конденсатор. С выбором

20 величины сопротивления резистора 7 можно скомпенсировать линейную составляющую низкочастотной погрешности или полностью скомпенсировать эту погрешность при определенном значе НИИ входного напряжения.

Для компенсации низкочастотной погрешности во всем диапазоне входных напряжений разделительный элемент 6 может быть построен как по30 казано на фиг. 2. Сопротивления резисторов 3 и 13 целесообразно выбирать равными. Тогда переменные составляющие токов через узел 2 детектирования и через последовательную цепочку

35 из встречно-параллельно включенных диодов 11 и 12 и резистора 14 разделительного элемента 6 будут рав:- ными. Равными будут и нелинейные падения напряжения на диодах -в узле 2

40 детектирования и в разделительном элементе 6. Если узел 2 детектирования содержит диоды и последовательно включенные резисторы, то сумма сопротивлений резисторов 13 и 14

45 должна быть равной сопротивлению резисторов узла 2 детектирования. Тогда будут равны и линейные составляющие переменного напряжения на узле 2 детектирования и на втором выводе

50 10,разделительнЬго элемента 6. Так как эти напряжения находятся в про- тивофазе, то при равенстве сопротивлений резисторов 5 и 7 происходит компенсация погрешности во всем диа55 пазоне входных напряжений.

Формула из обр-е тения

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий

операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а инвертирующий через конденсатор-с первым выводом узла детектирования, который, в. свою очередь, соединен через масштабирующий резистор с входом устройства, разделительный :конденсаторj включенный между выходом операционного усили- теля и вторым выводом узла детектирования, резистор отрицательной обратной связи, первый вывод которо- , го подключен к выходу операционного усилителя, а второй вывод соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности путем уменьшения погрешности преобразования на нижних частотах рабочего диапаз она, в. него введены разделительный элемент и третий резистор, причем первый вывод разделительного элемента соединен с входом устройства, второй вывод- с первым выводом третьего резистора, а его второй вывод-с инвертирующим входом операционного усилителя,

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что разделительный элемент содержит операционный усилитель, неинвертирующий

вход которого служит первым выводом разделительного элемента, а выход операционного усилителя-вторым выводом разделительного элемента, два встречно-параллельно включенньпс диода и два резистора, причем первый

вывод резистора через встречно-параллельно включенные диоды подключен к выходу операционного усилителя, второй вывод первого резистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения и контроля. Преобразователь содержит операционный усилитель 1, узел 2 детектирования, резисторы 3 и 5 масштабирующий и отрицательной обратной связи по постоянному напряжению и разделительные конденсаторы 4 и 8. Введение разделительного элемента 6 и резистора 7 уменьшает погрешности преобразования на нижних частотах. В описании представлено конкретное выполнение разделительного элемента 6. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с $ Убх 8 со О5 сд

Редактор А.Лежнина

Составитель В.Степанкин

Техред М.Ходанич Корректор Т.Колб

Заказ 2418/40 Тираж-730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.г