КВАДРАТОР Советский патент 1974 года по МПК G06G7/16 

Изобретение от1 ооится к области из-мерительнон те., в частиости :к функциональным измерительным преобразователям, }i может быть иоп0 льзо1ва; о в качестве элемента миож.ительных устройств, IB измерительны.х преобразователях эффекти.вного значения напряжения или тока, в аналоговых вычислител зных }стройст1вах.

Известен квадратор Время-илгиульсного типа, содержащий источншч iB.xoAHoro сигнала с пря.мьгм и инверсным выходом, магн-итнотранзнсторлый мультив.ибратор, выходная обмотка тра-нсформато-ра которого подключена через вы пря;митель -и один из масштабных рез исторов к одним входам онерационного усилите.чя, а к его другим входа. подкл Очен И сточ ик постоянного апряжеНИЯ.

Известный квадратор нозволяет получить «вадриравания 0,2%, но при этом требуется слож4 ая паладка для усгралаеиия несимметрии и погрешностей, элементами схемы.

ОсобенноВелика (1 -1,5% ia 10° С) Te.iieратур ая погрешпость, определяемая температурными измене-ниями напряжен.ия базаэлшттрр транзисторов, обратного тока коллектора транзисторав -и лрямого падения напряжения па диодных выпрямителях, которой - трудое1мкии и продолжительны процесс.

с повыше ия преобразова 1Г я квадратора в цепь магн 1тпо-транзигторного .мульт впбратора введен дополнительны транзистор, упра-вляющий вход которого через а мучительный резистор подкл очен к олерацнонного у-силлтеля, а между 1CTG4 JKOM входных сиг)а,юв II входом онерациолпого усилителя введен реверсивный модулятор, управляющий вход которого лодключем к дополнительной обмотке трансфорл атора магпит Ю-транзисторного .мультивибратора.

На чертеже дана схема предлагаемого квадратора.

Г1редлагае..мый .квадратор вре.мя-нмлульсного типа содержит магнитаю-траизисторный .мультивибратор / L магнитной обратной связью, BbmOvinenHbni па транзисторах 2 и 3, транзистор 4, вынолня ощий роль управляемого сонротйвления, включенного З цепь питания мультивибратора, тра нзисторы 5 и 5 реверсивного модулятора 7 напряжения сигнала, операционньп усилитель 8, выпрямитель 9, резисторы 10 и // iB цепи обратной овязН мультивибратора /, ограничпвающИЙ резистор /2 на выходе операционного усилителя 8, резистор 13 в цепи управления транз 1(гторов 5 и (5, ограничительный резистор 14, маспгтаб 1ые резистор 15-17, обмотки 18 и

19 трамсформатора и ферромагнитный сердечник 20 мультивибратора /.

Напряжение питания подключено через управляемое сопротивление, )В качестве которого ишользоваи транзистор 4, оп может быть заменен полевы м триодом илИ другим безы:|1ерциоп:ным управляемым сапротивлепием. Транзистор 4 через ограничивающий резистор 12 управляется операц-ионньим усил.ителем. На ВХОД последнего подключено постоянпоеНапряжение Е через соетрот.нвление 15. Напряжение источника -ои-пнала X подключено к входу усилителя 8 через реверсивный модулятор 7, выполненный на ключе из транзисторов 5 и 6, унравляемых напряжением обмотки 18 мультивибратора /, и резисторах 16 н 17. Для П1равплы1ой квадратора необходимо, чтобы мрН насыщенных транзисторах 5 и 6 ток, протекающий через резистор 16, ;в два раза превышал ток, протекающий через резнстор 17; выполняя это ооотношепие пр.и иеремаппичпванпн сердечяика 20 т одном иаправленпи в суммирующую точ«у усилителя 8 втекает ток, нрОНОрЦИОналыный

,- ,. ,:,- к,,а нри пе)ематиичиванип в другом направлении //- - -i/- i-j) К,:, Кчк,,-. к,:.fti; так как Для нравильпон работы схемы необходимо, чтобы такKiiK в i |ioTHiB- io:M случае изме пяется нанравленнс суммарного тока в сум.мирующей точке. Ток iiu) уравнепию (2), (1), компенсируется ток-ом / II,создаваемым 1нанряжеиием, индуктнруемы-м на обмотке 19 мультив,ибрг1тора /. подключснной через выпрямитель 9 и резистор 14 к суммирук1щей точке усилителя 8. ,(;, где S - сечение сердеч:иич а 20; dB/dt-скорость измепенпя индукции в сердеч,и.п.ке 20; 2Ил-1надеппе напряжения на двух диодах вьтрямптеля 9. Разность токов 1 и/ц управляет через усилитель 8 И транзистор 4, выпол-няющим функцию управляемого сопротивления, напряжением, нндуктируемым 4ia обмотке 19. При большом коэффициенте уснлення усилителя 8 токи // и I п практически равны, тогда при неремапппчивании сердечника в одно.м направлении из ypaBHCiHui (1) н (5) следует, что

Х

R,;

(6)

. д.

±

WitSR, йглТсЪ(7)

И-

а ирн переадагнич.ивании IB другом направлеНИИ

dB K.iX

()

Так «ак изменение индукЦИИ ДВ лри перемагничиванди в обоих 1иатра:&/ еииях одинаково, то аремя 1перемапндачи,.ия в двух нанравле-ниях ипределяются как

ДВ

(9)

дд

(10)

fi-i-/C,.Y

Среднее зиачеиие напряжения касле вып-рямителя 9 определяется как fj f -ОвыхС ) - iX-,( ) где 6вых (О)%. Rir, Кч Kla R Из уравнения (II) видно, что изменение среднего зиачечшя на выходе уагройства пропорциопально квадрату наиряжеиия сигнала X, кроме того, имеется постоянная составляющая /«Ы1 (0), которая мажет быть ОкамиеНсирована при дальнейших преобразованиях, с точностью, определяемой до-пущенияМИ, /выг (0) и а определяются стабильностью резисторов 14-П .и стабильностью напряжения Е, и не зависят от параметров 1ульти1вибратора /, онерационного усилителя 8, нагрузки и впешиих услов.нй. От «сточннка сигнала требуются напряжения (Х и (-), однако это не является существенной особенностью устройства, так как при наличии только напряжения (4-), напряжение (-X.} может быть получено, например, инвертировавшем посредством дополнительного операционного усилителя. В предлагаемом квадраторе источник сигнала подключается ic сумм-ирующей точке усилителя 8 через реверсншгый модулятор, управляемый ;напряжсиием обмотки 18 .мультив«браicpa. Предлагаемый квадратор соответствует требованиям к измерительным преобразователям класса 0,1 и практически не требует настройки. Предмет изобретепия Квадратор время-импульсного типа, содержащий источник входного сигнала с прямым

и инверсным выходом, магнитно-транзисторный мультнвнбратор, выходная обмотка трансформатора которого подключена через выпрямнтель н один из масштабных резисторов к одннм входам операционного уснлителя, а к его другим Bxo;iaM иодключеи источник постоянного иаиряжеиня, отличающийся тем, что, с Г1елыо иовышения точности иреобразования, в цеиь питания магнитио-транзисторного мультивибратора введен дополнительны транзистор, управляющий вход которого через ограничительный резистор подключен к выходу операциоиного усилителя, а между истоЧНПком .входных сигналов и входом оиерацпОНного усилителя введен реверсианый модулятор, уиравляюидии вход которого подключен к доиолнительноп обмотке трансформатора магнитно-транзисторного мультивибратора.

9-Е