Преобразователь параметров нерезонансных трехэлементных двухполюсников в напряжения Советский патент 1975 года по МПК H03K13/20 

Ьпорного напряжения, задатчик 2 интервала времени резистор 3 на входе усилителя постоянного тока 4, в цепь отрицатель ной связи которого включен исследуемый двухполюсник, представляющий собой последоьательное соединение конденсатора 5 и параллельной цепи, состоящей ,из конден сатора 6 и резистора 7. дифференциаторы 8 и 9, ограничитель напряжения 10, интег раторы 11 и 12, ключ 13, инвертирующий масштабный преобразователь 14,.вычитатель напряжений 15 и сумматор напряжений 16. Преобразователь работает следующим образом. По поступающей извне команде Пуск запускается формирователь 1 и запускается задатчик 2. При этом скачок постоянно го напряжения амплитудой Е е выхода фо мирователя 1 через резистор 3,сопротивле ние которого равно R ,используемый в рассматриваемом случае в качестве опорного элемента, поступает на вход усилителя 4, в цепь обратной связи которого вкл чен исследуемый двухполюсник, представля щий собой последовательное соединение конденсаторов 5, емкость которого равна С и параллельной цепи, состоящей из кон |денсатора 6, емкость которого равна С. и резистора 7, сопротивление которого рав но R. Выходное напряжение U-,(.t) усилителя постоянного тока 4 имеет вид ад.)(t ) поступает на вход Напряжение U первого дифференциатора 8. Выходное напряжение (J ,( t ) дифферен |циатора 8 пропорционально скорости изменения его входного напряжения, которая как это видно из выражения для напряжения J ( t ), по истечении интервала времени практически определяется емкостью С конденсатора 5 и не зависит от параметра 1 резистора 7 и емкости С конденсатора 6 исследуемого двухполюсника. Напряжение (} (t ) определяется выражением(L-e-ST,), , Ef (I U)lI. ,Ro R «oC где tqi - постоянная дифференцирования первого дифференциатора 8. По истечении интервала времени Т , т. е. практически после окончания ходного процесса напряжение однозначно определяется параметром С исследуемого двухполюсника ( t - время, отсчитываемое от момента t Т ). Для получения напряжения, однозначно определяемого параметром С исследуемого двухполюсника, из напряжения U(t) формируется напряжение U (t) k- -7Г-(1-& г) . которое при t Т tgо однозначно определяется параметром С,. (К - коэффициент преобразования). При этом используется то обстоятельство, что реакцией второго дифференциатора 9 на скачок напряжения амплитудой +1 ( ), поступающего КпС- п на его вход, является импульс напряжения положительной полярности и очень малой длительности, а реакцией дифференциатоГСо ра 9 на напряжение -к-7 1--Lf o 2J.- g KC,) поступающее на его вход одновременно со скачком напряжения, является отрицательное напряжение, изменяющееся по экспоненциальному закону с постоянной времени PC . Ограничитель напряжения 10 пропускает на вход второго интегратора 11 только отрицательную составляющую выходного напряжения второго дифференциатора 9, вследствие чего выходное напряжение второго интегратора 11 пропорционально интегралу лищь от отрицательного экспо- I ненциального напряжения на выходе второго дифференциатора 9, т. е. ) -f-(i- е:4 ), гдеК -Мм1и, . - постоянная дифференцированяв ; второго дифференциатора 9, постоянная интегрирования второго интегратора 11. При напряжение Uq( ) однозначно определяется параметром Cg исследуемого двухполюсника. После окончания переходного процесса ( t Т ) выходное напряжение усилите ля постоянного тока 4 определится как M,t). Яо С,К„ С,К„ для выделения из этого напряжения состав ляющей о предварительно форми liil и Ыо руются напряжения c,R/ На выходе интегратора 12 формируетс Е о t при условии равенст напряжение ва постоянной интегрирования первого интегратора 12 и постоянной дифференцирования дифференциатора 8. Интегратор 12 осуществляет интегрирование выходного I, 4. 0 91 , J. напряжения Uot) Т-5 дифференциатора 8 после того, как по сигналу с выхода задатчика интервала времени 2 от кроется ключ 13, Задатчик интервала вре мени 2 срабатывает через интервал врем ни Т после запуска. °Е Т Напряжение-- -W- формируется из напряжения ( i. ) &а выходе инвертирующего масштабного преобразователя 14 с коэффициентов передачи -;pJ. С выхода вы читателя 15 снимается напряжение U - (t )H равное разности напряжений д , поступаюишх на входы вычитателя 15 причем ш (tu .М 1о„1. Ч D Р и KgL KO С выхода сумматора напряжений 16 снимается напряжение U ( t ), равное и( t) исумме напряжений поступающих на входы сумматора напряже ний, причем ) EoR Ujd).. однозначно определяется параметром Ц ис следуемого двухполкх:ника. 11редложенный преобразователь также позволяет получить напряжения, пропорцио нальные параметрам двухполюсника, представляюи1его собо(1 последовательное соед вение резистора и параллельной цепи, сояерж&щей-резкстор и катушку индуктивности. В этом случае опорным элементом является образцовая катушка индуктивности. При преобразовании параметров двух-, прлюсников, представляющих собой параллельное соединение резистора и последовательной цепи, содержащей резистор и конденсатор, а также параллельное соединение катушки индуктивности и последовательной цепи, содержащей резистор и катущку индуктивности, исследуемый двухполюсник включает во входную цепь усилителя постоянного тока 4, в цепь отрицательной обратной связи которого включает соответственно опорный конденсатор или опорный резистор. Измерив интервалы времени, за которые интегралы от выходных напряжений преобразователя получают заданные приращения, можно получить (при необходимости) цифровые эквиваленты, связанные с величинами выходных напряжений преобразователя обратно пропорциональными зависимостями. Предмет изобретения Преобразователь параметров нерезонан- I сных трехэлементных двухполюсников в напряжения, содержащий формирователь опорного напряжения, который через элемент (исследуемый двухполюсник) подключен к входу усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен исследуемый двухполюсник (опорный элемент), дифференциаторы, интеграторы, ограничитель напряжений, вы- читатель напряжений, сумматор напряжений, инвертирующий масщтабный преобразователь, задатчик интервала времени, ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения преобразователя, выход усилителя постоянного тока соединен с одним входом вычитателя напряжений непосредственно, а с другим - через последовательно соединенные первый дифференциатор, ключ, управляемый от задатчика интервала времени, и первый интегратор, выход вычитателя напряжений подключен к одному входу сумматора напряжений, другой вход которого через инвертирующий масщтабный преобразователь соединен с выходом первого дифференциатора непосредственно и через второй дифференциатор и ограничитель напряжения подключен к входу второго интегратора.

6

.пуск

rHh

Фиг.1

т