Квадратичный преобразователь напряжения

.8етельство СССРК 19/02, 22.07.80.9579,3.08.79. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к областиэлектроизмерительной техники. Введение в квадратичный преобразовательпреобразователя ток - напряжение 5и источника 4 смещения повышаетчувствительность и точность преобразования за. счет повышения коэффи"циента передачи квадратора и улучшения соотношения сигнал - шум.ил.Зо 8 х Сощ -- ц +с ц Зх 2 1 13089Изобретение относится к областиэлектроиэмерительной техники и можетбыть использовано для преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичногозначения в мостовых и двухтактныхсхемах.Целью изобретения является повыше ние чувствительности,и точности преобразования за счет увеличения коэффициента передачи квадратора и улучшения соотношения сигнал-шум.,На чертеже представлена функциональная схема квадратичного преобразователя напряжения. 15Устройство содержит полевые транзисторы 1 и 2, источники 3 и 4 смещения, масштабный преобразователь 5ток - напряжение, выходные шины 6и 7, выходную 8 и общую 9 шины. 20Истоки полевых, транзисторов 1 и 2соединены с первым входом масштабного преобразователя 5 ток - напряжение, затвор полевого транзистора 1через источник 3 смещения подключен к второй входной шине 7 и стокуполевого транзистора 2, затвор которого через второй источник 4 смещения соединен с первой входной шиной6 и стоком первого полевого транзистора 1, при этом второй вход масштабного преобразователя 5 ток - напряжение подключен к общей шине 9, а еговыход - к выходной шине 8.Квадратичный преобразователь напряжения работает следующим образом.Если входное сопротивление масштабного преобразователя 5 ток -напряжение мало, то напряжение междустоком и истоком транзистора 1 Цси 40равно входному напряжению ц 8, анапряжение между стоком и истокомтранзистора 2 Цс равно входномунапряжению с обратным знаком - цох.При появлении на лине б отрицательной полуволны напряжения на шине 7действует положительная полуволнанапряжения, которая приложена к стоку транзистора 2. Отрицательное напряжение с шины 6 через источник 4поступает на затвор транзистора 2,Так как транзистор 2 без сигнала находится на грани запертого со"стояния, то отрицательное сигнальное напряжение на затворе транзистора 2 полностью его запирает и приотрицательной полуволне напряженияна шине 6 транзистор 2 не участвуетв работе устройства,06 2Отрицательное напряжение с шины 6 подается на сток транзистора 1 и вызывает появление тока стока. Одно. временно на затвор транзистора 1 подается с шины 7 через источник 3 положительная полуволна напряжения, которая открывает транзистор 1 и ток стока транзистора 1 еще более резко возрастает.Зависимость тока стока полевого транзистора следующая: ЦЬИ 1Е=СЦ -С- - -Ц +- - хС 0 СИ Оц СИ2ооЦСИмСо 7цзи где Ес - ток стока;С, - проводимость полевоготранзистора;ц - напряжение отсечки затвора;ц - напряжение сток-исток транзистора;ц- напряжение между затвороми стоком.Третий член формулы (1) - квадратичная составляющая тока стока полевого транзистора.По формуле (1) напряжение Цс можно заменить на ц 8,.Напряжение на затворе транзисторацэи равно Цои Цэ Цех Цзо Цвх(2)По указанному условию Ц= Цз ЦЗо 8 х вычитается из ц , так как при отЗо фрицательной полуволне напряжения на лине 6 и соответственно при положительной полуволне напряжения на шине 7 напряжения Цоо и Ц 8 действуют в противофазе,Подставив значение Ц 8 и Цс в формулу (1), получимЕ = С Ц - С (-"- -- -) Ц 8 +Ц 8 ХС о 8 х О Ц Цх8 Р оо1. Со 2+о802 цвх 3 Соц (3)2 цза 8 ЛИз формулы (3) следует, что коэффициент передачи квацратора на тран. зисторе 1 в 3 раза больше, чем в формуле (1 .Аналогично работает транзистор 2 при изменении полярности входногоЗаказ 1792/35 Тираж 731ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул. Проектная, 4 3 13089напряжения, а транзистор 1 запирается. Поэтому на выходе квадраторов.на транзисторах 1 и 2 действует ток,пропорциональный квадрату мгновенного значения входного напряжения прилюбой его полярности. Этот ток может преобразоваться в напряжениемасштабным преобразователем 5. Принеобходимости усреднения выходногонапряжения в масштабный преобразова Отель 5 может быть введен фильтр. Приреализации квадратичного преобразователя напряжения входное сигнальноенапряжение между шинами 6 и 7 должнобыть равно по величине, обратно по 15знаку и симметрично относительнообщей шины 8; транзисторы 1 и 2должны быть подобраны по идентичности параметров; источники 3 и 4 должны быть подключены отрицательными 20полюсами к затворам транзисторов 1и 2, если последние с о каналами иположительными полюсами, если транзисторы с р каналами, то входноесопротивление масштабного преобразователя ток " напряжение должно бытьминимальным,06 4Формула изобретения Квадратичный преобразователь напряжения, содержащий первый источник смещения и первый и второй полевые транзисторы, истоки которых соединены вместе, стоки подключены соответственно к первой и второй входным шинам, а затвор первого полевого транзистора соединен с первым выводом первого источника смещения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности за счет увеличения коэффициейта передачи, введен масштабный преобразователь ток - напряжение и второй источник смещения, при этом второй вывод первого источника смещения соединен с второй входной шиной, затвор второго полевого транзистора через второй источник подключен к первой входной шине, а первый вход масштабного преобразователя соединен с истоками полевых транзисторов, второй вход которого подключен к общей шине, а выход соединен с общей шиной.