Устройство для измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G01R19/02 

Изобретение может быть использовано в радиотехнических устройствах, в частности, Б измерительных устройствах радиоаппаратуры различного назкаченяя„ Известны устройства для измерения среднеквадрати Ч1ного значения переменного напряжения со скользяuyiivi смещением для измерения, истинного среднеквадратичного значения сигнала с большим коэффициентом амплитуды (пикфактором), которые состоят из двухполупериодного выпрямителя, делителя напряжения и диодно-резисторных цепочек, которые подключены к фильтру низких частот (усредняющему конденсатору) l . Для повышения .точности при образо вании плавающей среднеквадратичной параболы в таких детекторах увеличивают число диодно-рези 2торных цепочек, посредством которых форми руется необходимая параболическая кривай среднеквадратичных значений, а также увеличивают постоянную вре мени низкочастотного фильтра. При этом применяют высокоомные резисто plj, так как применение конденсаторо больших емкостей нежелательно из-за и оольших габаритов и больших дииамических погрешностей. Делитель напряжения, к которому подк.пючают диодно-резисторные цепочки, имеет ступенчатый коэффициент деления., который повышается по мере усиления входного сигнала и подключения все большего числа диодно-резисторных цепочек, т.е. по мере подключения последующих диодно-резисторных цепочек уменьшается подаваемый на них сигнал. В связи с этим для сохранения точности приходится усиливать входной сигнал, поднимая весь диапазон детектирования в высоковольтную область. Однако сигналы с большим коэффициентом амплитуды регистрируется с низкой степенью , точности. Расширение диапазона детектирования в высоковольтную область дает лишь частичный эффект, так как при этом необходимо увеличивать число усилительных каскадов непосредственно перед детектирующим устройством, применять более высоковольтный источник питания, что приводит к увеличению габаритов, веса и, в конечном счете, к удорожанию всего устройства.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения, содержащее резисторный делитель напряжения, к соответствующим выводам которого подключены выход вьтрямителя и входы аппроксимирующих цепей, первая из которых содержит резисторы, а остальные - последовательно соединенные резистор и диод, усилитель постоянного тока, в обратную связь которого параллельно включены резистор и конденсатор 2 .

Недостатком известных устройств является невысокая точность измерения .

Цель изобретения - повышение точности измерения истинного среднеквадратичного значения при детектирова,нии сигнала с большим коэффициентом амплитуды.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения среднеквадратичного значения переI Ценного напряжения, содержащем ;резисторный делитель напряжения, к соответствующим выводам которог подключены выходы выпрямителя и входы аппроксимирующих цепей, пейвая из которых содержит резистор, а остальные - последовательно соединенные резистор и диод, усилитель постоянного тока, в обратную связь которого параллельно включены резистор и конденсатор, между выходом операционного усилителя и выводом последнего плеча делителя напряжения включен генератор тока, выходы всех аппроксимирующих цепей подсоедикены к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертируюгций вход которого связан с обще шиной устройства.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит выпрямитель 1 делитель напряжения 2, аппроксимирующие цепи 3 - 3„ , операционный усилитель 4, охваченный петлей отрицательной обратной связи, состоящей из резистора 5 и конденсатора 6, генератор тока 7,

Входной сигнал подается на выпрмитель 1, который подает на делител напряжения 2 положительное напряжен и является в схеме источником напржения. Генератор тока 7 создает в делителе .ток. Таким образом, напряжение на входе делителя определяется исключительно выпрямителем, а ток через делитель - генератором tOKa.

При постоянном токе генератора передаточная характеристика делителя напряжения представ хяет собой ломаную прямую-, аппроксимирующую квадратичную параболу. Вид квадратичной параболы определяется соотнсшзениями резисторов делителя я сопротивлениями диодно-резисторннх аттроксимнрующих цепочек. При этом напряжение

точек перегиба определяется соотноменигаяи номиналов резисторов дели-.

теля, а наклон аппроксимирующих 10 отрезков - резисторами аппроксимируюменяя

т.е. ,

щих цепочек

определенным образом номиналы этих резисторов, мэжно получить аппроксимацию любой функции, в том числе 15 и необходимой среднеквадратичной параболы.

При изменении тока изменяется коэффициент параболы , она перемещается. При этом точки перегиба перемещаются по лучам, исходящим из начала координат, так, что значение напряжения и тока в этих точках изменяется во столько раз,

25 во сколько изменяется ток генератора. Наклон же аппроксимирующих отрезков постоянен, т„е. они остаются . параллельными самим себе, Поскольку ток генератора является

30 функцией выходного напряжения, коэффициент параболы изменяется пропорцинально выходному напряжению операционного усилителя 4, т.вс на выходе усилителя имеется среднеквадратичное значение выходного сигнала, Таким образом, цель достигается тем, что делитель напряжения практически не ослабляет, входного сигнала, так как сопротивление генератора тока значительно больше сопротивления делителя напряжения.

Формула л зобретения

Устройство для измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения, содержащее резисторный делитель напряжения, к соответствую0щим выводам которого подклк ены выход выпрямителя и входы аппроксимирующих цепей, первая из которых содержит резистор, а .остальные - последовательно соединенные резистор

5 и диод, усилитель постоянного тока, в обратную связь которого параллельно включены резистор и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, между выходом операционного усилителя и выводом последнего плеча делителя напряжения, включен генератор тока, выходы всех аппроксимирующих цепей подсоединены к инвгр65

тирующему входу операционного усилителя, неинвестирующий вход которого связан с общей шиной устройства. Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 .C-G-XifabhtTian Atrue instrument BMjee and К jacp TecbnAca T evitw, 3,19592- 3. A -Hcmsen RM5-Rectilier«, Btnietand KjoH eKTechmcat HeyieMv,r/«2.1972.

US-