Преобразователь амплитудных значений Советский патент 1982 года по МПК G01R19/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

1

Изобретение Относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения амплитудного значения импульсного напряжения.

Известен преобразователь амплитудных значений, содержащий электронный усилитель, охваченный отрицательной обратной- связью через диодно-емкостную запоми 1аюш.ую ячейку и катодный повторитель .Cl.

Недостатком преобразователя является ограниченный уровень преобразования амплитудного значения напряжения. .

Наиболее близким техническим решением является преобразователь амплитуднь х значений содержащий первый диод, анод которого подключен к входной клемме, а катод подсоединен к неинвертирую- шему входу дифференциального усилителя 1апряжения, в котором общая точка соединения катода первого диода и неинвер- тирующего входа дифференциального усилителя постоянного напряжения через ковденсатор подсоединена к общей щине

.преобразователя амплитудных значений, а между выходом дифференциального усилителя постоянного напряжения и общей шиной включен вход резистивного делителя напряжения, выход которого подсоединен к выходной клемме преобразователя 21.

Недостатками преобразователя является низкий уровень преобразования переменного напряжения в постоянное,

10 опрецеляемый выкоцной величиной напряжения дифференциального усилителя постоянного напряжения, а также низкая точность преобразования,, обусловленная влиянием величины сопротивления источ15ника измеряемого сигнала на недозаряд конденсатора.

Цель изобретения - увеличения уровня преобразования напряжения и повышение точности преобразования.

20

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь амплитудных значений, содержащий первый диод, анод которого подключен к входной кде.мме. а катод подсоединен к неинвертирующему входу диффере1шиапьного усилителя нащэяжения, резистивный делитель нащэяж нйя, одна из входных клемм которого подсоединена к выходу дифференциально усилителя напряжения, второй диод и К денсатор, дополнительно введены диод . резистор, сопротивление которого равно выходному сопротивлению источника си ла, при этом анод второго диода подкл чен к общей точке соединения катода п вого диода и неинвертирующего входа дифференциального усилителя напряжени а катод дополнительно введенного диода подсоединен к общей точке соединения катода первого диода и неинвертир ющего входа дифференциального усилителя напряжения, анод дополнительно введенного диода подключен к катоду второго диода, а общая точка соединения второго диода и дополнительно введенного диода подключена через дополнительный резистор к общему выводу дифференциального усилителя напряжения и к второй входной клемме резистивного делителя напряжения, а инвертирующий вход дифференциального усилителя подсоединен к выходу резистивного делителя напряжейия, при этом конденсатор подключен к выходу дифференциального усилителя напряжения, а вторая обкладка конденсатора соединена с общей шиной и с входной клеммой преобразователя. На чертеже приведена принципиальна электрическая схема преобразователя амплитудных значений. Преобразователь содержит источник сигнала с выходным сопротивлением 2 . (резистором), подсоединенный к входной клемме преобразователя амплитудных значений, т.е. к аноду диода 3, катод которого подключен к аноду второго диода 4, к катрду дополнительно введен ного диода 5 и к неинвертирующему входу дифференциального усилителя Q. Общая точка соединения диодов4 и 5 через резистор 7, сопротивление которо го равно выходному сопротивлению 2 ис точника сигнала 1 подсоединена к общему выводу 8 дифференциального усилителя 6. Между выходом дифференциаль ного усилителя 6 и его общим выводом 8 включен резистивный делитель напряжения на резисторах 9 и Ю. Выход резистивного делителя нащ1яжения подсоединен к инвертирующему входу дифференциальногх) усилителя 6. Общий вы74вод 8 дифференциального усилителя через первый источник питания 11 и через второй источник питания 12 подсоединен к дифференциальному усилителю 6, выход которого подключен к выходной клемме устройства. Между общей шиной преобразователя амплитудшых.значений и его выходной клеммой включен конденсатор 13. Работает гц)еобразователь амплитудных значений следующнм образом. Если мгновенное значение амплитудного значения напряжения таково, что к аноду диода 3 гфиложен плюс, тогда ток от источника сигнала 1 щ отекает через резистор 2, диод 3, диод 4, резистор 7, общий вывод 8, выходные сохфотивления источников питания 11 и 12, через выходное сощютивпение электронного дифференциального усипнтеля напряжения 6, через конденсатор 13 на общую шину. При этом конденсате 13 заряжается. Таким образом, электрическая цепь источник 1 сигналов - конденсатор 13 окажется замкнутой. В отрицательный полупериод входного переменного натфяжения к аноду диода 3 приложен отрицательный уровень напряженка, что 1Ф1ШОДИТ к его запиранию. Электрическая цепь источник сигналов 1 конденсатор 13 размыкается. Диод 5 шунтирует второй основной диод 4, уменьшая обратное падение величины прямого падения нахфяжения на дноде 5. Таким образом, днод 3 заперт практически суммой нахфяжений, равной отрицательному уровню входного сигнала и напряжения на конденсаторе 13. Если падение нащзяжения между входной и выходной клеммами устройства сделать равным нулю, то весь уровень входного сигнала от источншса ЭДС передается На кондевсатсф 13, исключая, таким образом, падевие на1ф:яжения на выходном сопротивлении 2 источника сигнала 1. В этом случае конденсатор 13 заряжаетс.я до амплитудного значения нахфяжешш. Чтобы реализовать это условие, необходимо между общим выводом 8 дифференциального усилителя напряжения 6 и выходной клеммой устройства ввести напряжение, уровень которого был бы равен удвоенному значению суммы падения напряжений на диодах 4, 5 и резисторе 7, но с противоположным аавкои. Чтобы разность потенциашов между входной и выходной клеммами устройства была равна нулю, суммарное падение напряжения на диодах 4, 5 и резисторе 7 должно быть усилено в два раза, т.е. коэффициент усиления дифференциального усилителя 6 должен быть равным двум, что справедливо, если выходное сопротивление дифференциального усилителя напряжения 6 во много раз меньше суммарного сопротивления диода 4 в открытом состоянии и резистора 7. Предлагаемый преобразователь, по сравнению с известным, позволяет получить более высокую точность преобразования ввиду того, что при равенстве сопротивлений резистора 7 выходному сопротивлению 2 источника сигнала 1 исключается недозаряд в конденсаторе 1 Кроме того, получение нулевой разности потенциалов между,входной и выходной спеммами преобразователя позволяет также получить более высокую точность щзеобразования предлагаемого устройства по сравнению с известным, а ввиду того, что через диоды 3 и 4 в прямом направлении щэотекает один и тот же 1рямой ток, - получить полное взаимосбратное преобразование в широком диапазоне измерений входного напряжения (высокую степень линейности преобразов ния). Уровень преобразования переменного напряжения в постоянное предлагаемого преобразователя определяется параметра ми диодов и не зависит от характеристи дифференциального усилителя напряжения что позволяет значительно повысить уро вень преобразования устройства по сравнению с известным. Формула изобретения Преобразователь амплитудных значений, содержащий первый диод, анод ко976 орого подключен к входной клемме, а катод подсоединен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя напряжения, резистивный делитель нахфяжения, одна из входных клемм которогр подсоединена к выходу дифференциального усилителя напряжения, второй диод и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения уровня преобразования напряжения и повьпиення точности преобразования, в него дополнительно введены диод и резистор, согротивленне которого равно выходному сопротивлению источника сигнала, прк этом анод второго диода подключен к общей точке соединения катода первого диода и неинвертирующего входа дифференциального усилителя напряжения, а катод дополнительно введенного диода подсоединен к общей точке соединения (сатода первого диода и неинвертирующего входа дифференциального усилителя напря... жения, анод дополнительно введенного диода подключен к катоду второго диода, а общая точка соединения второго диода и дополнительно введенного диода подключена через дополнительный резистор к общему выводу дифференциального усилителя напряж;ения и к второй входной клемме резистивного делителя напряжения, а инвертирующий вход дифференциального усилителя подсоединен к выходу резистивного делителя напряжения, при этом конденсатор подключен к выходу дифференциального усилителя напряжения, а вторая обкладка ковденсатора соединена с общей щиной и с входной клеммой преобр азователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 12О262, кл. G 01 R 19/О4, 1959. 2.Волгин Л. И. Измерительные преобразователи переменного наюряжения в постоянное. М,, Советское радио, 1977, с. 195, рис. 4, 29.