Измерительный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G01R19/18 

Изобретение относится к промышленности средств связи, и может быть использовано при построении первичных датчиков-преобразователей напря- жений постоянного, переменного и импульсного тока, применяемых в системах встроенного автоматизированного контроля и диагностирования радиоэлектронной, в частности, телевиэион- ной аппаратуры.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения преобразования двух входых сигналов.

На фиг.1 изображена структурная схема измерительного преобразоватея; на фиг.2 - эпюры сигналов в характерных точках.

Измерительный преобразователь соержит входные клеммы 1,2 и 3 для подключения двух источников 4 и 5 преобразуемых напряжений постоянного или переменного тока (клемма 2 является общей). К клемме 1 подсоединен анод диода 6 первой диодно-конденса- торной запоминающей ячейки 7.Катод диода 6 соединен с катодом разделительного диода 8 и первым, выводом конденсатора 9, параллельно которому включен первый разрядный резистор 10. К клемме 3 подсоединен катод диода 11 второй диодно-конденсатор- ной ячейки 12. Анод диода 11 Соединен с анодом второго разделительного диода 13 и первым выводом конденсатора 14. Параллельно конденсатору 14 включен второй -разрядный резистор I5. Вторые выводы конденсаторов 9 и 14 соединены между собой с входной клеммой 2 и одним выводом второй 16 обмотки импульсного трансформатора 17, другой вывод которой соединен с анодом диода 8 и катодом диода 13. Первый вывод первой 18 обмотки трансформатора 17 соединен с входами выпрямительных преобразователей 19 и 20 соответственно, а с выходом генератора 21 разноп.-парных импульсов - через ограничительный резистор 27. Второй вывод первой обмотки 18 трансформатора 17 соединен с общим проводом 23. Выход выпрямительного преобразователя 19 амплитуды импульсов положительной полярности соединен с выходной клеммой 24, а выход выпрямительного преобразователя 20 амплитуды импульсов отрицательной полярности - с выходной клеммой 25.

5

0

5

0

5

0

45

50

5

В качестве диодов 6 и 8, 11 и 13 могут быть использованы любые диоды, желательно с идентичными характеристиками. В качестве импульсного трансформатора 17 может быть использован любой малогабаритный импульсный трансформатор, например, типа ТИМ.

Выпрямительный преобразователь 19 импульсов положительной полярности содержит операционный усилитель 26, неинвертирующий вход которого соединен с входом выпрямительного преобра- , зователя 19, а инвертирующий вход - с его выходом, выход операционного усилителя 26 соединен с анодом диода 27, катод которого соединен с выходок выпрямительного преобразователя 19 и параллельной КС-цепью 28,29. Выпрямительный преобразователь 20 импульсов отрицательной полярности содержит операционный усилитель 30, диод 31, конденсатор 32 и резистор 33.При этом диод 3 имеет включение,противоположное включению диода 27. Генератор 21 разнополярных импульсов,сдвинутых во времени между собой, выполнен на основе двух транзисторных ключей на транзит орах 34 и 35 разного рода проводимости. К входам управления ключей подключены RC-цепи 36 и 37 формирования импульсов управления, входы которых соединены с выходом автогенератора 38 симметричных прямоугольных импульсов.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

При включении питания автогенератор 38 формирует на своем выходе симметричные прямоугольные импульсы (фиг.2а), фронт и спад которых,воздействуя через формирующие RC-цепи 36 и 37 на входы транзисторных ключей 34 и 35, обеспечивают на выходе генератора 21 разнополярные импульсы постоянной амплитуды (фиг.26),поступающие через резистор 22 на первую 18 обмотку импульсного трансформатора 17.

При отсутствии входных сигналов на входных клеммах 1 и 3 амплитуда импульсов на входах выпрямительных преобразователей 19 и 20 равна падению напряжений на динамических сопротивлениях диодов 8 и 13 соответ- ,стБенно. Во время действия импульсов (положительной и отрицательной полярности, проходящих через трансформатор 17 и диоды 3 и 13 соответственно на конденсаторы 9 и 14,конденсаторы 9 и 14 практически не заряжаются, так как постоянные времени заряда конденсаторов много больше длительности импульсов. Резисторы 10 и 15 обеспечивают полный разряд конденсаторов 9 и 14 за интервал времени между импульсами.

При подаче на входные клеммы 1 и 3 напряжений постоянного тока от источников 4 и 5 соответственно конденсаторы 9 и 14 заряжаются через диоды 6 и II до напряжений.величина которых отличается от величин вход- ных напряжений на величину падений напряжений на динамических сопротивлениях диодов 6 и 11 соответственно, и закрывают диоды 8 и 13. Диод 8 открывается импульсами положительной полярности от генератора 21, большими по амплитуде, чем напряжение на конденсаторе 9, на величину падения напряжения на диоде 8. При идентичных характеристиках диодов 6 и 3 амп- лигуда импульсов положительной полярности на входе выпрямительного преобразователя 19 соотпетствует величине входного напряжения на клеммах 1 и 2. Это импульсное напряжение преобразу- ется выпрямительным преобразователем 19 в постоянное, которое поступает на выходную клемму 24 для измерения или контроля.

Диод 13 открывается импульсами отрицательной полярности от генератора 2 1 , большими по амплитуде, чем напряжение на конденсаторе 14, на величину падения напряжения на диоде 13. При идентичных характеристиках диодов 11 и 13 амплитуда импульсов отрицательной полярности на входе выпрямительного преобразователя 20 соответствует величине входного напряжения на клеммах 3 и 2. Это импульс- ное напряжение преобразуется в постоянное аналогично предыдущему,но отрицательной полярности и поступает на выходную клемму 25.

На фиг.2 г,д показаны характерис- тики преобразователя первого и второго входных напряжений. Формула изобретения

Измерительный преобразователь,содержащий импульсный трансформатор, генератор импульсов, выход которого через ограничительный резистор соеg5 0 5 0

5

0

5

0

5

динен с первым выводом первой обмотки трансформатора и с входом выпрямительного преобразователя амплитуды импульсов положительной полярности, выход которого соединен с первым выходом измерительного преобразователя, второй вывод первой обмотки трансформатора соединен с общей шиной, а также первый разделительный диод и первую диодно-конденсаторную запоминающую ячейку, анод диода которой соединен с первой входной клеммой измерительного преобразователя, а катод этого диода соединен с катодом первого разделительного диода и первым выводом конденсатора запоминающей ячейки, анод первого разделительного диода соединен с первым выводом второй обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с второй -годной клеммой измерительного преобразователя и вторым выводом конденсатора запоминающей ячейки, параллельно выводам конденсатора подключен первый разрядный

j

резистор, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введены вторая запоминающая диодно-конденсагорная ячейка, второй разделительный диод, второй разрядный резистор, выпрямительный преобразователь амплитуды импульсов отрицательной полярности, причем генератор импульсов выполнен в виде генератора рд нополярных импульсов, сдвинутых между собой во во времени, при этом третья входная клемма соединена с катодом диода второй запоминающей ячейки, анод этого диода соединен с анодом второго разделительного диода и первым выводом конденсатора запоминающей ячейки, катод второго разделительного диода соединен с первым выводом второй обмотки трансформатора, второй вывод конденсатора второй запоминающей ячейки соединен : второй входной клеммой, второй разрядный резистор подключен параллельно конденсатору второй запоминающей ячейки, входы выпрямительных преобразователей соединены между собой, а выход выпрямительного преобразователя амплитуды импульсов отрицательной полярности соединен с вторым выходом измерительного преобразователя .

е

)

L

Изобретение может быть использовано при построении первичных датчиков-преобразователей напряжения постоянного, переменного и импульсного тока, применяемых и систеi «. мах встроенного автоматизированного контроля и диагностирования ра- ди электронной, например телевизи- (.нной, аппаратуры. Цель изобретения расширение области применения - достигается путем преобразования двух входных сигналов. Устройство содержит выпрямительные преоС-разователи 19 и 20, выполненные на операционных усилителях 2.6 и 30, генератор 21 разнополярных импульсов,содержащий автогенератор 38 симметричных прямоугольных импульсов,резисторы, конденсаторы и диоды. Работа измерительного преобразователя поясняется временными диаграммами, приведенными в описании изобретения. 2 ил. с (Л ьэ to ос ю ы 23

4

I

f

Г ОХО Т

Us,

4

«r.2

UBl/x.2

&./