Модулятор напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02M3/315 H02M3/335 

154) МОДУ/ШТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к измерител ной технике, в частности, к модулято рам напряжения с гальванической развязкой входа и выхода и может быть использовано в качестве датчиков в системах регулирования, измерения; и контроля в различных электротехнических устройствах, а также в высоковольтных статических преобразователях, Известны модуляторы напр яжекия с гальванической развязкой входного и выходного сигналов. Один из известных модуляторов, содержит входной трансформатор, первичная обмотка которого подключена к №1ходу, генератора модулирующего напряже1шя, вторичная обмотка трансформатора через коммутирующие элементы, выполненные на транзисторах, йодключёна к первичной обмотке выходного трансформатора, средняя точк которого через источник модулируемого напряжения подключена к эмиттерам транзисторов l j. Недостатком данного устройства являе.тся низкий КПД, точность и по-. лоса пропуска1шя вследствие влияния И1ЗДУКТИВНОСТИ и емкости обмоток трансформатора. Наиболее близким к предпагаемому по техршческой сущности является модулятор напряжения, содержащий источник модулирующего напряжения со средней точкой, парафазные выходы которого через вентипьные элементы подключены к парафазным входам первичной обмотки выходного тр-ансформатора, вторичная обмотка которого через демодулятор подключена к выходным клеммам 2j. Недостатками известного устройства являются низкая точность, большие искажения выходного сигнала, обусловленные влиянием индуктивностей намагничивания и межвитковых емкостей 3 выходного трансформатора на величину и форму.-передаваемого сигнала, Цель изобретения - уменьшение искажений выходного сигнала. Поставленная цель достигается тем что в модулятор напряжения, содержащий источник модулирующего напряжения со средней точкой, парафазные, выходами которого через вентильлые элементы подключены к парафазньгм входам первичйой обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через демодулятор подключена к выходным клеммам, введен тран зистор, коллектор которого соединен со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, база подкл чена к средней точке источника модулирующего напряжения и одной входной клемме, а эмиттер соединен с дру гой входной клеммой. На фиг. представлена принцйпиаль ная электрическая схема устройства позволяющая передать с входа на выход сигнал одной полярности на фиг схема включения элементов устройства дпя передачи сигнала другой полярности j на фиг.З - схема устройства, позволякицая передать знакопеременный сигнал. Модулятор напряжения содёрж&т источник 1 модулирующего напряжения со средней точкой 2, парафазные выходы 3 и 4 которого через диоды 5 и 6 подключены к парафазным.. входам 7 и 8 первичной обмотки 9 выходного трансформатора 0, вторичная обмотка 11 которого через демодулятор 12 подключена к выходным кггеммам J3 и 14. Средняя точка 15 первичной обмотки трансформатора 10 через коллекторно-базовый переход транзистора .16 соединена с одной входной клем мой 17 модулятора и средней точкой 2 источника I модулирующего напряжения. Другая входная клемма 18 подключена к эмиттеру транзистора 16 Демодулятор 12 выполнен, например на диодах 19 и 20, образуняцих двухполупериодгаш выпрямитель, которого через ограничивающий резистор 21 подключен к выходным клеммам 13 и J4. Входные клеммы 17 и 18 модулятор подключены к выходу источника 22 модулируемого напряжения, например выходу высокоомного делителя. Модулятор работает следующим обр 8 При отсутствии сигнала на выходе источника 22 модулируемого напряже ия транзистор 16 и диоды 5 и б зарыты, сигнал на выходе деМодулятоа 12 отсутствует. При поступлении на входные клеммы 17 и 18 модулятора сигнала, открывающего транзистор 16, напряжение источника 1 модулирующего напряжения поочередно, с частотой Источника 1, через диоды 5 и 6 и обмотку 9 трансформатора 10 будет прикладываться к переходу коллектор-база транзистора 16, создавая постоянный тоКу равный (с точностью до коэффициента передачи по току трайзистора 16) входному току модулятора. При этом переменный ток, протекающий по обмотке 9, с частотой источника 1, будет трансформироваться во вторичную обмотку 11 трансформатора 10 и выпрямпяться диодами 19 и 20. Таким образом, через резистор 21 будет протекать постоянный ток, равньм вкодному току модулятора, а напряжение на выходе демодулятора будет пропорционально этому току, и, следовательно, напряжению на входе модулятора. Аналогично работает транзистор 16 и трансформатор 10 при другой полярности напряжения на входе модулятора (фиг,2). Так как транзисторы 16 модулятора оказываются включенными по схеме с общей базой, они работают в режиме источника тока, величина которого определяется только входным сигналом модулятора и не зависит от амплитуды напряжения источника 1 модулирующего напряжения, что исключает также влияние падения напряжения на диодах 5 и 6 и 19 и 20 на точность«измерения. Влияхше падения напряжения на базе-змнттерных переходах транзисторов 16 также мало, так как сопротивление резисторов плеч делителя обычно велико и его можно с большой точностью рассматривать как источник тока. Поскольку имходиые трансформаторы 10 подключены к выходу мощного источника модулирующего напряжения, а не к выходу делителя с большим внутренним сопротивлением, то влияние индуктивностей намагничивания и межвитковых e кpcтeйL трансформаторов 10 на величину н форму передаваемого с. делителя напряжения незначительно.

Мощность, потребляемая модулятором от источника 1 модулирующего напряжения, определяется напряжением на выходе источника 1 и входным токо модулятора, т.е. она пропорциональна напряжению на входе модулятора.

При отсутствии входного сигнала модулятор практически не потребляёт мощности.

При включении модулятора для пере дачи разнополярного входного сигнала (фиг.37 используются два трансформатора и два транзистора разного типа проводимости, база-эмиттерные переходы которых включаются параллельно.

Выходы демодуляторов соединяются параллельно или последовательно. При последовательном соединении резисторы 21 должны быть включены парал;лельно выходу демодулятора.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность работы модулятора за счет исключения влияния амплитуды напряжения источ- ника модулиру1сщего напряжения на величину выходного сигнала модулято ра.

Формула изобретения

Модулятор напряжения, содержащий источник модулирующего напряжения со средней точкой, парафазные выходы которого через вентильные элементы подключены к парафазным входам первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через демодулятор подключена к выходным клеммам, отличающийс я тем, что, с цепью уменьшения искажений выходного сигнала, в него введен транзистор, коллектор которого соединен со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, база подключена к средней точке источника модулиру1он1его напряжения и одной входной клемме, а эмиттер соединен с другой входной Клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Там же, с. 66, рис. 3-5.