Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное Советский патент 1977 года по МПК G01R19/22 G01R19/02 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

прерьшателем, управляемым с выхода мультивибратора, который через делитель частоты соединен с управляющим входом фазочувствительного вьшрямителя, на входе включен сумматор, одним из входов соединенный через дополнительно введенные второй прерьшатель, конденсатор и нагрузочный резистор с фазочувствительным вьшрямителем, между квадратичным детектором и усилителем разностного напряжения включен делитель напряжения, зашунтированньш дополнительно введенным третьим прерьшателем, а цепи управления дополнительно введенных второго и третьего прерьшателей подключены к делителю частоты.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Преобразователь содержит сумматор 1, широкополосный усилитель 2, квадратичньш детектор 3, делитель напряжения 4, прерыватели 5-7, триггерный делитель частоты 8, мультивибратор 9, низкочастотный усилитель разностного напряжения 10, фазочувствительный вьшрямитель 11, нагрузочный резистор 12, разделительный конденсатор 13.

Прерьтатели 5 и 7 подключены к противоположным плечам делителя частоты 8 и поэтому работают противофазно.

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение Un частотой со со входа устройства через сумматор 1 и усилитель 2 воздействует на вход детектора 3. К выходу детектора подключен делитель напряжения 4, который периодически с частотой fii шунтируется прерьшателем 5. Цепь управления прерьшателя подключена к одному из плеч делителя частоты 8, которьш возбуждается напряжением симметричного мультивибратора 9 частотой ( 1 S2 J w ). Переменная составляющая напряжения U проходит через низкочастотный усилитель 10 и вьшрямитель 11.

Вьшрямленный ток, протекающий через резистор 12, прерьшается (модулируется) заземленным прерывателем 6, который управляется непосредственно от мультивибратора 9. Постоянная составляющая модулированного напряжения DO, вьщеляющаяся на резисторе 12, используется как выходное постоянное напряжение.

Переменная составляющая модулированного напряжения через .конденсатор 13 и прерьтатель7 поступает на сумматор 1.

В результате действия обратной связи при замкнутом положении прерывателя 7 на детектор 3 воздействует суммарное напряжение

,2

Ч.д-5;229

(,

К

Sj крутизна преобразования детектора 3; К, - коэффициент передачи сумматора 1; коэффициент усиления усилителя 2; Uj - измеряемое напряжение.

Так как при замкнутом прерьшателе 7 прерьшатель 5 разомкнут, то входное напряжение усилителя 10

и - .

,

Г V - acгде К - коэффициент деления делителя напряжения 4 ().

При разомкнутом прерывателе 7 обратная связь отсутствует, и выходное напряжение детектора

.()Соответственно входное напряжение усилителя 10 с учетом замкнутого состояния прерьшателя равно выходному напряжению детектора, т.е.

При непрерьтной работе прерьшателей 5,7 с частотой П во входном напряжении усилителя 10 присзтствует переменная составляющая с амплитуи,и;-и

л -5

После усиления низкочастотного напряжения и его вьшрямления образуется постоянное напряжетттжрПл

и , , к. .ттЛ Ч 28 а J

где KS - коэффициент усиления усилителя 10;

К9 - коэффициент вьшрямлення фазочувствительного выпрямителя 11.

Из выпрямленного напряжения Цв с помощыо прерьшателя 7, работающего непрерьшно с частотой Пг, образуется постоянная составляющая (Jo и переменная составляющая UQ.C.

В замкнутой статической системе разностное напряжение J стремится к нулю. Если пренебречь погрещностью статизма, то U)0, откуда

иЛ--()-Ц.

В частном случае при К - 2 действующие значения входного напряжения и напряжения обратной связи одинаковы ( Uo.c. U).

Поскольку постоянная и переменная составляющие напряжения, модулированного прерывателем 6, пропорциональны друг другу, вькодное постоянное напряжение

, КОд.,

где К - коэффициент пропорциональности; Ug.- действующее значение входного напряжения.

Так как в уравнение преобразования не входят коэффициенты KI , Kj, Зз, KI о и Кц, то и иестабяльности соответствуншщх звеньев не влияют на результат преобразования.

Все Прерьтатели, входящие в преооразовательную схему, работают в цепях постоянного тока или низкой частоты коммутации. Поэтому могут быть использованы быстродействующие интегральные прерьшатели, повьппающие быстродействие линейного преобразователя и распшряющие диапазон преобразуемых напряжений в область низких частот. Замена входного автохтти