Преобразователь переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичного значения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичного значения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ссиоэ Советскид

Социалистическими

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ "" 89789 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060978 (2! ) 2663931/18-21 (51) + с присоединением эаявни ¹ (23) Приоритет

G 01 R 19/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 2112.80 (5Ç) УДК 6 21 . 3 17 . .7(088.8) (72) Автор изобретения

В.В. Кандыбин

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ ПО УРОВНЮ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО

ЗНАЧЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, но может быть использовано и в радиотехнических устройствах, например в многофункциональных вольтметрах.

Известен преобразователь действую» щего напряжения в постоянное, содержащий генератор треугольного напряжения, соединенный со входами двух 1О ограничителей положительной и отрицательной полярностей, выходы которых через последовательно включенные суммирующе-фильтрующий блок, дополнительный ограничитель и амплитудный модулятор соединены со вторым входом ограничителя отрицательной полярности f1) .

Существенным недостатком известно»

ro устройства является ограниченный 29 частотный диапазон преобразования, поскольку для обеспечения работы устройства с высокой точностью верхняя частота входного сигнала должна быть значительно меньше частоты на- 25 пряжения треугольной формы. Кроме того, при линейном уменьшении входного сигнала усредненное напряжение на вход» суммирующе-фильтрующего блока уменьшается по квадратичному ЗЯ закону, что приводит к ре нскому снижению точности преобразования.

Наиболее близкий предлагаемому преобразователь переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичного значения содержит пиковый детектор, вход которого соединен с одним из входов первого порогового блока, генератор треугольного напряжения, вход которого подключен к выходу пикового детектора, а выход — к другому входу первого порогового блока, к одному из входов второго порогового блока и к сигнальному входу ключа, блок управления, первый вход которого соединен с выходом первого порогового блока, второй вход — с выходом второго порогового блока, а выход— с упраВляющим входом ключа, интегрирующий усилитель, вход которого подключен к выходу ключа, а выход— к другому входу второго порогового блока. Принцип работы данного устройства основан на использовании треугольного напряжения для квадратирования входного сигнала произвольной формы и постоянного напряжения с последующн.": сравнением квадратов

789789 обоих сигналов посредством следящей обратной связи f2(.

Недостаток известного устройства также связан с ограниченным диапазоном преобразования, определяющимся в основном частотными свойствами выпрямителя и частотой генератора треугольного напряжения. При использовании данного устройства н режиме

"медленной пилы", когда частота входного сигнала значительно больше ча- © стоты треугольного напряжения, оснонной вклад в ограничение верхней частоты диапазона преобразования вносит днухполупериодный выпрямитель. Наличие последнего в структурной схеме устройства обусловливает и невысокую точность известного преобразонателя.

Цель изобретения — расширение .частоты диапазона и повышение точности преобразования переменного напря- 30 жения произвольной формы.

Укаэанная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичного значения, содержа- я щий пиковый детектор, вход которого соединен с одним из входов первого порогового блока, генератор треугольного напряжения, вход которого подключен к выходу пикового детектора, а выход — к другому входу первого порогового блока, к одному из входон второго порогового блока и к сигнальному входу ключа, блок управления, первый вход которого соединен с выходом первого порогового блока, второй вход — с выходом второго порогового блока, а выход — с управляющим входом ключа, интегрирующий усилитель, вход которого подключен к выходу ключа, а ныход — к другому входу 40 второго порогового блока, введены третий пороговый блок и инвертор, причем один иэ входов третьего порогового блока соединен со входом пикового детектора, другой вход — с 4 выходом инвертора, а выход - с третьим входом блока управления, вход инвертора и четвертый вход блока управления подключены к выходу генера.тора треугольного напряжения. 50

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя переменного напряжения в посто янное по уровню среднеквадратичного значения, на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Устройство содержит первый пороговый блок 1, блок 2 управления, ключ 3, интегрирующий усилитель 4, второй пороговый блок 5, пиковый . 40 детектор б, генератор 7 треугольного напряжения, инвертор 8 и третий пороговый блок 9.

Устройство работает следующим образом. 65

Входное переменное напряжение 0

Вл сравнивается н пороговом блоке 1 с треугольным напряжением U„ (фиг.2 а), поступающим с выхода генератора 7 треугольного напряжения, а н пороговом блоке 9 — с треугольным напряжением U (фиг. 2 б), снимаемым с выхода инвертора 8. Выходной сигнал порогового блока 1 воздействует через блок 2 управления на ключ 3 таким ,образом, что треугольное напряжение

U поступает на вход интегрирующего усилителя 4 при выполнении условия

0 „ > 0, т.е. в интервалах времени от t„ до t и от сз до t< при рассмотрении одного периода колебания напряжения треугольной формы U (фиг. 2 а). Аналогично воздействует выходной сигнал порогового блока 9 через блок 2 управления на ключ 3, но при этом треугольное напряжение

0 поступает на вход интегрирующего усилителя 4 при выполнении условия

U „ (U, т.е. н интервалах времени от сб до t oT B до,о фиг. 2 6).

Блок 2 управления анализирует полярность треугольного напряжения U и разрешает управление ключом 3 сигналами с выходов пороговых блоков 1 и 9, когда треугольное напряжение

U> положительно, а сигналом с выхода порогового блока 5 — когда U отри7 цательно.

Таким образом, на выходе ключа 3 иэ треугольного напряжения U формит руются треугольные импульсы в интервалах времени от t до tz и от t> до

tä, когда входное переменное напряжение имеет положительный знак, а также в интервалах времени от t до г7 и от t до t,когда входное напряжение U> отрицательно (фиг. 2 в), причем площадь полученных треугольных импульсов оказывается пропорциональной квадрату мгновенного напряжения.

Треугольное напряжение 0 сравнивается также в пороговом блоке с постоянным напряжением U (фиг. 2 в) с выхода интегрирующего усилителя 4.

Выходной сигнал порогового блока 5 . воздействует через блок 2 управления на ключ 3 таким образом, что напряжение U поступает на вход интегрирующего усилителя 4 при условии

U+ (U . В установившемся режиме следящая обратная связь с выхода интегрирующего усилителя 4 к соответствующему входу порогового блока

5 обеспечивает равенство постоянного выходного напряжения U среднеквадратичному значению переменного напряжения 0 „ . введение инвертора 8 и порогового блока 9 позволяет исключить иэ функциональной схемы преобразователя выпрямитель и тем саьым расширить частотный диапазон устройства, осо. бенно в режиме "медленной пилы".

189789

Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства по сравне нию с известным является повышение точности преобразования. Поскольку в известных устройствах требуется предварительное двухполярное выпрямпение, точность преобразования в значительной степени определяется точностью выпрямления. Построение точного выпрямителя представляет собой довольно сложную техническую задачу и требует как минимум двух усилителей постоянного тока и пять прецизионных резисторов. В предлагаемом устройстве требование высокой стабильности предъявляется только к инвертору, который к тому же работает на одной частоте.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичного значения, содер-. жащий пиковый детектор, вход которого соединен с одним из входов первого порогового блока, генератор треугольного напряжения, вход которого подключен к выходу пикового детектора, а выход — к другому входу первого порогового блока, к одному из входов второго порогового блока и к сигнальному входу ключа, блок управления, первый вход которого соединен с выходом первого порогового блока, второй вход — с выходом второго порогового блока, а выход — с управляющим входом ключа, интегрирующий усилитель, вход которого подключен к выходу ключа, а выход — к другому входу второго порогового блока, о т« л и ч а ю шийся тем, что, с целью расыирения частотного диапазона и повышения точности преобразования,в него введены третий пороговый блок и инвертор, причем один из входов третьего порогового блока соединен со входом пикового детектора, другой вход — с выходом инвертора, а выход — с третьим входом блока управления, вход инвертора и .четвертый вход блока управления подключены к выходу генератора треугольного напряжения °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 533876, кл. 6 01 и 19/22, 1974.

2. Заявка Франции 9 2298111, кл. G 01 и 19/02, 1975.

789789

Составитель Л Морозов

Редактор A. Маковская Техред Т,Маточка Корректор О. Билак

Заказ 9027/40 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4