Измерительный преобразователь средневыпрямленного значения напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/02 

СРЕДНЕВЫПРЯМЛЕПНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к измерительной те.хнике и может быть использовано в измерительных приборах и других устройствах, где требуются точные преобразователи средневыпрямленных значений напряжения.

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержаш,ий операционный усилитель, диоды и резисторы, включенные в цепь обратной связи, и масштабный преобразователь, выполненный на резисторах 1 .

Недостатком этого преобразователя является то, что высокую линейность преобразования можно получить лишь при строго определенных соотношениях резисторов.

Кроме того, точность особенно при малых уровнях входного сигнала, ограничивается температурной нестабильностью обратных токов выпрямительных диодов.

Известен также преобразователь lepeменного напряжения в постоянное, содержащий основной операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью. К входу и выходу преобразователя подключен дополнительный операционный усилитель, выход которого через диод соединен с

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

неинвертирующим входом основного усилителя и через резистор - с шиной «земля 2.

Недостатком преобразователя является низкая точность, обусловленная обратным током диода, вносящим нестабильность в выходное наиряжение и ограничивающее динамический диапазон в области малых сигналов, а также различием метрологических характеристик при разной полярности входного сигнала.

Цель изобретения - повышение точности 10 преобразования за счет значительного уменьшения влияния обратного тока диода и выравнивания результирующей глубины обратной связи при положительной и отрицательной полуволнах входного еигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий основной дифференциальный усилитель, иьвертирующий вход которого через резистор подключен ко входу преобразователя и через резистор 20 обратной связи - к своему выходу и выходному RC-фильтру, дополнительный дифференциальный усилитель, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соединены с выходом основного усилителя и входом преобразователя соответственно, а выход его - через диод с неиывертнрующим входом основного усилителя, введен инвертирующий усилитель, вход которого соединен с инвертирующим входом основного усилителя, а выход через вспомогательный резистор - к неинвертирующему входу основного усилителя.

На чертеже представлена структурная схема измерительного преобразователя средневыпрямленного значения напряжения.

Он содержит основной дифференниаль,ный усилитель 1, инвертирующий вход которого через резистор 2 подключен ко входу преобразователя и через резистор 3 обратной связи к своему выходу и выходному RCфильтру 4, дополнительный дифференциальный усилитель 5. Инвертирующий и неинвертирующий входы усилителя 5 соединены с выходом основного усилителя 1 и зхолюм преобразователя соответственно. Выход усилителя 5 через диод 6 соединен с неинвертирующим входо.м основного усилителя 1. Кроме того, в него введен инвертируюп ий усилитель 7,вход которого подключен к точке соединения инвертирующего входа основноiO усилителя 1 и входного резистора 2, а выход через вспомогательный резистор 8 к неинвертирующему входу OCHOBHOIO усилителя 1.

Преобразователь работает следующим образом.

При положительной полуволне входного сигнала выходное напряжение догю.чните.чьного дифференциального усилителя о открывает диод 6. В результате чего петлевое усиление системы огфеделяется нроизве.тением коэффициентов усиления основног-о дифференциального уси.чителя 1 и доно;:нительного усилителя 5. На входе фильтра -1, подключенного к выходу основногэ усилителя 1, образуется сигнал той же полярности и практически той же амплитуды, что и на входе преобразователя за счет ЮО /п-ной последовательной отрицательной обоатной связи, образованной инвертирующим каналом дополнительного усилителя 5 и неинвертирующим каналом основного уси.гителя i. При этом прохождением сигнала но инвертирующему каналу усилителя 1 можно пренебречь. Инвертирующий усилитель 7 в это время оказывается отключенным от основного усилителя 1 за счет делителя, образованного прямым сопротивлением открытого диода 6 и сопротивлением вспомогательного резистора 8. При соответствующем сопротивлении резистора 8 усилитель 7 практически не влияет на работу преобразователя.

При отрицательной полуволне входного сигнала диод б смещается выходным напряжением усилителя 5 в область запирания. Теперь делитель, составленный из вспомогательного резистора 8 и обратного сопротивления диода 6 отключает лопо усилитель 5 о ocHuiiHoici ч-к,::гт( то iioro к нен ;верт,1р ;ол10л1 в; теля 1 практпческ : иолгюспло nci инвертирующий усилитель . К передачи гфеобразонателя ciasn ным отношению |ie:5HCT();)(Ui ченных в цени обратной связи дифференииальн():ч) ч; и/ и тел я

телей / и и ,т;1р ной связи В1,1равни1 ас1

НЫХ и ОТр11ЦаТе.1)(11ЛХ :

сигЕ1ала. Кроме тог о. чс; кается от|) и i (Л ь11;i я

сигналу, npnCVTCTB K)i:

р Ю1цем входе оснозло и дрейф уси,:1ите.1я i и через резистор 8 и наиря ке1П е i чере;- коиечнос тив.1ения диода I:. Р: ;)г.п.и. ходит зчачитс.пьное нестабильности ()б:);гг1и,ч о : Введение )ук): лозволяет yMCMbiiJKTij :;иг:):зователя от :)бра:11(;;ч1 ;х:к;

111))ич()наг1,;;) /рч, ..пси:: ;:); значения на:1ря/ке1И:и, i-,ir; /K;M: им ной ди(|1(() ::;ia, 4-:i.iii; г.;;,. ,

РУ1ОИ1ИЙ НХП;: К(ТО)Пи 4Ci)f.-i , :-,, КЛЮЧеН ко ВХ()Д :;:иЧ;бр;|, Л Я )еЗИСТ)1) ОПратиОЙ СВИ.;::ь,

и Bi)ixo.liiS)M R(,-uii,;;bi i) . , J:;:;. :i;;: диф(Ьерен11па/: 1:);й ч-|:,-м:тг,;:,. iikiu i ИлИЙ и 1еи 1вер:-И|) Kjiiu:. чм:.:,; ix соединен) с г ыходям (н((п:-: i/ х-, i

и ВХОДОл rpOCiOPHJOH;: 14-, ;.; ,|)О::,ч

а В1)1Х()д чс): дно,; с (нмини i.; : 5ХОД()М ociioisHoio ;и;:-1;ол я. Il. тем. что, с :1.е..1ы) 1();. образования, :-; него Bi5e:ivii ;1ине;:; :| усилитель, 1ход которого сослиис; ;;

тирующим ВХОДО (и-(; ХЧi i. I ilTi;

выход через всиомс-гатс.зьиыи рсмигм к неи пзертиру ицем - ()д (нчкии::; и .лителя.

И сто ч и и | 1 и и d)O IUU1 i i,

принятые во BHHXiaiUie ппк

1.Авторское с зидетел)Стно (Д (д№ 415667, кл. G Oi R 19/22. 19.пь,72

2.Авторское свиле1-мьстпо (ССГ JNo 493739, кл. G 01 R 1922. i | п.; 7-i