Синхронный детектор

Синхронный детектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

1О1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.06.76 (21) 2372307/18-09 с присоединением заявки № 2580129/09 (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Н 03 D 3/00

Гасударственный комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 17.02.8! (53) УДК 621.376..23 (088.8) (72) Автор изобретения (Н. В. Ковалков

j ". - --. .::-",;:. р Ф

Смоленский филиал Московского рдена- г(енина р энергетического инсти ута . Й., 1:;,,1 (71) Заявитель (54) СИНХРОННЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения электрической мощности, в вычислительных и преобразовательных устройствах.

Известен синхронный детектор, содержащий основной усилитель, вход которого подключен к источнику сигнала, первый полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи основного усилителя, фильтр нижних частот, подключенный к выходу основного уси- tO лителя, и источник опорного сигналами.

Однако известное устройство имеет низкую точность.

Цель изобретения — повышение точности .устройства.

Для этого в синхронный детектор, содержащий основной усилитель, вход которого подключен к источнику сигнала, первый полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи основного усилителя, фильтр нижних частот, подключенный к выходу основного усилителя, и источник опорного сигнала, введены резистивный сумматор, источник постоянного напряжения, два дополнительных усилителя и второй полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи первого дополнительного усилителя, при этом один вход резистивного сумматора непосредственно, а выход фильтра нижних частот и входы основного и первого дополнительного усилителей через соответствующие резисторы подключены к источнику постоянного напряжения, выход первого дополнительнрго усилителя и источник опорного сигнала соединены соответственно с двумя другими входами резистивного сумматора, выход которого подключен к входу второго дополнительного усилителя, затворы полевых транзисторов объединены и подключены к выходу второго дополнительного усилителя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема синхронного детектора.

Синхронный детектор содержит основной усилитель 1, дополнительные усилители 2, 3, полевые транзисторы 4, 5, резистивный сумматор 6, резисторы 7 — 10, фильтр 11 нижних частот, источник 12 сигнала, источник 13 опорного сигнала, источник 14 постоянного напряжения.

803101

Синхронный детектор работает следующим образом.

Входное напряжение U у» поступает на усилитель 1, изменяется синхронно с опорным напряжением U«, для чего в цепь обратной связи усилителя 1 включен транзистор 4, работающий в режиме управляемого сопротивления. Для формирования напряжения управления транзистором 4 опорное синусоидальное напряжение сравнивается с помошью сумматора 6 с выходным напряжением усилителя 2, на вход которого поступает постоянное напряжение U ь а в цепь обратной связи включен транзистор 5. Если напряжение Uq на выходе усилителя 2 отличается по амплитуде и форме от опорного UÄ, на выходе схе- g мы сумматора 6 возникает напряжение разбаланса QU, которое усиливается усилителем 3 и изменяет сопротивление исток-сток транзистора 5, а следовательно, и транзистора 4, с тем, чтобы свести сигнал разбаланса

hV к нулю. При синусоидальном опорном на- 2О пряжении 1) — — V sinet и большой величине коэффициейта усиления усилителя 3 в установившемся режиме можно полагать

DU = О, что возможно лишь, если сопротивления исток-сток транзисторов 4 и 5 изме- » няются по синусоидальному закону, т. е.

1 ис=й +KrJ, ж mt °

Если входной сигнал 1)вх содержит в своем составе высшие гармоники 1)вх = ЙЩц»

lxl

X sin (i zt +»1х), то выходное напряжение можно представить в виде г = V — + — 7вх Бйъсв $ьи.(ю +e)+

"о КЬ»

1 8 1 9

+ " " й. ») .Z Vâõ„йа(А+Ф;)+ 1 0; " М <1) где Vg», — амплитуда i-й гармоники;

<р, — фаза i-й гармоники относительно основной.

Учитывая, что sin z t sin (о(+ yi) =

= — (cos гвму — cos (2Ы + <р1) j, второе слагаемое формулы (1) равно д р Ъ(СОЯ Ч,— U » CD(2Ñ Ч ) .

2Яg

9 4»

Напряжение U 3 в результате может быть представлено в виде

U f)+К Ц со8 pj+Ц

У= 5!IlÎ3 р» - я дщ фц .у)

K U U, + 9ncvtX Ug„sin(aeoi+Vl) Первое слагаемое U 8 не зависит от Uix и представляет собой постоянную составляю гцую, которая может быть легко скомпенсирована с помощью резистора 10.

Слагаемое k ф д cos р пропорционально полезной составляющей входного сигнала синхронного детектора. Напряжение U представляет собой переменную составляющую, которая отфильтровывается с помощью фильтра 11.

Таким образом, выходное напряжение синхронного детектора представляет собой постоянное напряжение, прямо пропорциональное проекции основной гармоники входного напряжения на направление опорного. Высшие гармоники, присутствующие во входном сигнале, дополнительной постоянной составляющей не дают.

В предлагаемом устройстве при неизменной основной гармонике 1)вх и изменениях второй и третьей в пределах до 50% от основной дополнительная погрешность детектирования не превысила 0,3%. Разработанное устройство имеет малые габариты и вес и позволяет увеличить точность фазочувствительного преобразования основной гармоники входного сигнала при наличии гармонических помех.

Формула изобретения

Синхронный детектор, содержащий основной усилитель, вход которого подключен к источнику сигнала, первый полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи основного усилителя, фильтр нижних частот, подклЬченный к выходу основного усилителя, и источник опорного сигнала, отличающийся тем что, с целью повышения точности, в него введены резистивный сумматор, источник постоянного напряжения, два дополнительных усилителя и второй полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи первого дополнительного усилителя, при этом один вход резистивного сумматора непосредственно, а выход фильтра нижних частот и входы основного и первого дополнительного усилителей через соответствующие резисторы подключены к источнику постоянного напряжения, выход первого дополнительного усилителя и источник опорного сигнала соединены соответственно с двумя другими входами резистивного сумматора, выход которого подключен к входу второго дополнительного усилителя, затворы полевых транзисторов объединены и подключены к выходу второго дополнительного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии ¹ 48239504, кл. 98/5/Е 21, опублик. 1974 (прототип).

803101

Составитель Л. Ананьева

Редактор Г. Петрова Техред А. Бойкас Корректор Н. Григорук

Заказ 10275/69 Тираж 999 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4