ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАЛЫХ ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Советский патент 1973 года по МПК H03F3/38 

1

Изобретение относится к области радиотехники и вычислительной техники и может быть использовано для точного усиления малых постоянных напряжений в широком температурном диапазоне..

Введение гальванического разделения цепей существенно усложняет схемы измерительного преобразог ателя малых постоянных напряжений с гальваническим разделителем входа и выхода (ИПГР), так как для достижения необходимой стабильности приходится использовать общую отрицательную обратную связь (ООС). Поэтому известные устройства обычно включают в себя два трансформатора- во входной цепи и в цепи ООС. Наличие двух трансформаторов увеличивает вес и габариты устройства. К недостаткам таких ИПГР относится и наличие двух сглалсивающих фильтров, которые должны обладать больщим коэффициентом подавления папряжения несущей частоты.

Целью изобретения является повышение точности работы в широком диапазоне температур и упрощение схемы преобразователя.

С этой целью разделительный трансформатор выполнен с первичной и двумя вторичными обмотками, причем первичная обмотка, выполненная со средней точкой, подключена к выходу входного модулятора, одна из вторичных обмоток - ко входу усилителя перемен2

ного тока, а другая вторичная обмотка, выполненная с заземленной средней точкой, подключена к выходу модулятора цепи обратной связи.

Принципиальная схема устройства приведена на чертеже.

Входной модулятор, выполненный на ключах /, 2, и модулятор ООС - ключи 3, 4 преобразуют постоянный ток в переменный (предполагаем, что ключ 1 замыкается и размыкается одновременно с ключом 3, а ключ 2 - с ключом 4). Усилитель 5 переменного напрялсения усиливает напряжение разбаланса Af/. Демодулятор 6 осуществляет преобразование переменного усилен 1ого напряжения в постоянное. Генератор 7 управляет ключами модуляторов и демодулятора. Разделительный суммирующий трансформатор 8, осуществляющий гальваническое разделение входа и выхода, производпт сравнение магнитных потоков, создаваемых токами /вх и /осСхема работает следующим образом. Ток /вх. пропорциональный входному постоянному напряжению, протекая через поочередно работающие ключи 1 2 входного модулятора и обмотки 9 и 10, наводит в сердечнике трансформатора 8 переменный магнитный поток Ф. Аналогично через поочередно подключаемые ключи модулятора ООС 3, 4 и обмотки //, 12 в сердечнике создается встречный магнитный поток Фа, пропорциональный выходному напряжению. Результирующий магнитный поток, равный разности потоков Ф и Фз, наводит в выходной обмотке 13 э. д. с. Af/. Частота переменного напряжения разбаланса равна частоте коммутации ключей, а амплитуда пропорциональна разности /вх и /ос, т. е. и t/выхНапряжение At/ поступает па усилитель переменного напряжения, выходное напряжение которого выпрямляется демодулятором 5 и сглаживается фильтром 14. Если коэффициент усиления усилителя 5 велик, то амплитуда напряжения разбаланса исчезающе мала, т. е. . Это означает, что отсутствуют изменения магнитного потока в сердечнике трансформатора 8 или что потоки Ф и Ф2, создаваемые токами /вх и /ос, равны. Тогда /вх - -/ОС Для токов можно записать: f/BX-Af/BX вых + Так как , то и , Ai/o Тогда, приравнивая (2) и (3), получим: и, и. т. е. рассмотренная схема работает как усилитель постоянного напряжения с коэффициентом усиления, определяемым отношением -. Предлагаемый ИПГР выполняет также

функцию гальванического разделения входа и выхода при использовании одного разделяюкои, подключена к выходу модулятора цепи обратной связи. щего трансформатора, причем оказывается возможным введение общей ООС через сопротивление 00 и модулятор ООС. ООС будет в этом случае параллельной. Большим преимуществом предложенной схемы является отсутствие трансформатора обратной связи. Это позволяет не только снизить вес и габариты, но. н увеличить точность ИПГР при работе в широком температурном диапазоне, так как суммирующий трансформатор 8 охвачен ООС. Предмет изобретения Измерительный преобразователь малых постоянных напряжений с гальваническим разделением входной и выходной цепей, содержащий входной и в цепи отрицательной обратной связи двухполупериодные транзисторные ключевые модуляторы, усилитель переменного напряжения, демодулятор, сглаживающий фильтр, генератор коммутирующего напряжения и разделительный трансформатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы в широком диапазоне температур и упрощения схемы, разделительный трансформатор выполнен с первичной и двумя вторичными обмотками, причем первичная обмотка, выполненная со средней точкой, подключена к пыходу входного модулятора, одна из вторичных обмоток - ко входу усилителя переменного тока, а другая вторичная обмотка, выполненная с заземленной средней точ(

Т