ТРАНЗИСТОРНЫЙ ВОЛЬТМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА С ВЫСОКИМ входным СОПРОТИВЛЕНИЕМ Советский патент 1968 года по МПК G01R19/18 G01R19/00 

Известны транзисторные вольтметры постоянного тока с высоким входным сопротивлением, содержащие нелинейную полупроводниковую управляемую емкость (варикап), генератор качающейся частоты, частотный дискриминатор и выходной каскад. Эти вольтметры основаны на преобразовании измеряемого нанрял ения в изменение частоты колебаний высокочастотного генератора с последующим обратным преобразованием в напряжение с помощью частотного детектора.

Предлагаемый вольтметр отличается от известных тем, что варикап включен по переменному току в цепь обратной связи генератора с самовозбуждением, а по постоянному току на него подается разность измеряемого и выходного напряжений, последнее из которых пропорцнонально амплитуде колебаний генератора. Кроме того, генератор с самовозбуждением выполнен на триоде с колебательным контуром в цепи коллектора, индуктивно связанным с мостом из двух индуктивностей и из двух емкостей. Одна из емкостей представляет собой варикап. По переменному току точка соединения емкостей заземлена и средняя точка индуктивностей соединена с базой триода. По постоянному току один полюс варикапа соединен со входом вольтметра, а другой - через источник

смещения с выходом амплитудного детектора, на вход которого подаются колебания генератора, и с индикаторным прибором. Такое выполнение вольтметра позволяет уменьшить статическую ошибку и зпростить схему.

На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого вольтметра, на фиг. 2 - его принципиальная схема.

Варикап / включен в цепь обратной связи генератора .2 так, что нри подаче напрял ения на вход 3 изменяется глубина обратной связи и амплитуда колебаний генератора 2. Напряжение выпрямляется амплитудным детектором 4, измеряется индикатором 5 и подается для компенсации входного постоянного напряжения на второй полюс варикапа /.

Схема работает следующим образом. Входное измеряемое напряжение через фильтр низких частот, состоящий из сонротивления 6 и емкости 7, подается на одну клем.му варикапа /, в качестве которого можно использовать плоскостной кремниевый диод. Варикап включен в плечо моста, образованного индуктивностями 8, 9 и емкостями 7, 70. Через этот мост осуществляется положительная обратная связь в генераторе незатухающих колебаний на триоде /У. Частота колебаний определяется настройкой контура 72 в коллекторе триода. Колебания генератора с дополните 1ьной обмотки /5 по3даются на базу детекторного триода 14. При изменении амплитуды колебаний меняется ток, проходящий через триод 14 и потенциал точки А, к которой присоединен индикаторный прибор 5. Одновременно эта точка через5 источник смещения 15 соединена со второй клемм ой варикапа / так, что на него деиствует разность входного (измеряемого) и выходного напряжений схемы. При отсутствии входного напряженияЮ амплитуда колебаний генератора регулированием емкости 10 устанавливается такой, чтобы потенциал в точке А был равен нулю. Варикап / заперт смещением от источника 15.15 При подаче ,на вход отрицательного напряжения емкость варикапа I увеличивается, что ведет к увеличению разбаланса моста обратной связи и нарущению условия баланса амплитуд в генераторе. Амплитуда ко-20 лебаний и соответственно коллекторный ток триода 14 увеличиваются, и в точке А появляется отрицательное напряжение. Когда это напряжение станет равно входному, разность потенциалов на клеммах варикапа снова25 станет равной напряжению смещения, баланс амплитуд ,в генераторе восстановится, и изменение амплитуды колебаний прекратится. При этом индикаторный прибор 5 будет показывать напряжение, равное вход-30 ному. При положительной полярности входного напряжения амплитуда колебания генератора уменьшается, и коллекторный ток триода 14 падает, что ведет к появлению в точке А35 положительного напряжения, равного входному. В процессе работы схемы варикап / всегда заперт напряжением смещения от источника 15, так что входная цепь прибора практиче-4о ски не потребляет тока. Входное сопротивление вольтметра зависит только от качест4ва варикапа и может быть увеличено неограниченно. Для уменьшения температурной погрешности емкость 10 целесообразно также заменить варикапом. При этом изменения температуры будут одинаково действовать на соседние плечи моста и не вызовут дополнительного разбаланса. Для установки нуля на выходе схемы при нулевом входном напрял ении целесообразно регулировать смещение, подаваемое на этот варикап, Предмет изооретения .. 1. Транзисторный вольтметр постоянного тока с высоким входным сопротивлением, основанный на использовании зависимости емкости р-га-нерехода от приложенного напряжения, содержащий следящую систему, варикап и генератор с самовозбуждением, отличающийся тем, что, с целью уменьшения статической ошибки и упрощения схемы, варикап включен по переменному току в цепь обратной связи генератора с самовозбуждением, а по постоянному току на него подается разность измеряемого и выходного напряжений, последнее из которых пропорционально амплитуде колебаний генератора, 2. Вольтметр по п. 1, отличающийся тем, что в нем генератор с самовозбуждением выполнен на триоде с колебательным контуром в цепи коллектора, индуктивно связанным с мостом из двух индуктивностей и двух емкостей, одна из которых представляет собой варикап, причем по переменному току точка соединения емкостей заземлена, средняя точка индуктивностей соединена с базой триода, а по постоянному току один полюс варикапа соединен со входом вольтметра, другой - через источник смещения с выходом амплитудного детектора, на вход которого подаются колебания генератора, и с индикаторным прибором.

Фиг.1

ПГ

07 Ю

77 7

r-0 . г