Линейный преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения

;:,1 г-;, ц, П Т БР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Казахский политехнический институт им. В,И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССР М 741167, кл. О 01 й 19/02, 1978.Авторское свидетельство СССР ч. 1524007, кл, 6 01 Я 19/02, 1987.(54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использоИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и цифровых вольтметров переменного напряжения.Цель изобретения - повышение точности преобразования при малых входных сигналах, имеющих постоянную составляющую.На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя,. Линейный преобразователь содержит усилитель 1 разбаланса, первый 2 и второй 3 полевые транзисторы, затворы которых объединены друг с другом, а сток транзистора 3 соединен с входной клеммой 4 устройства, первый 5 и второй 6 резисторы,вано при построении аналоговых и цифровых вольтметров переменного напряжения. Цель изобретения - повышение точности преобразования при малых входных сигналах, имеющих постоянную составляющую, Устройство содержит усилитель 1 разбаланса, полевые транзисторы 2 и 3, фильтр 7 низких частот, инвертирующие усилители 9, 1 О и 12. Введение двухполупериодного выпрямителя 14, переключающего элемента 15 и генератора 18 импульсов обеспечивает исключение аддитивных погрешностей, обусловленных постоянной составляющей во входном напряжении и напряжениями смещения и входными токами активных элементов схемы, при этом аддитивные погрешности введенных блоковне влияют на точность устройства, 1 ил,первые выводы которых объединены и подключены к истоку транзистора 2, второй вывод резистора 5 соединен со стоком транзистора 3, фильтр 7 низких частот, выход которого соединен с выходной клеммой 8 устройства, стоком транзистора 2 и через первый инвертирующий усилитель 9 с вторым выводом резистора 6, второй инвертирующий усилитель 10.и третий резистор 11, включенные параллельно между истоком транзистора 3 и входом фильтра 7, третий инвертирующий усилитель 12, вход которого подключен к стоку транзистора 3, а выход через четвертый резистор 13 - к истоку транзистора 3. Преобразователь содержит также двухполупериодный выпрямитель 14, 1647428переключающий элемент 15, пятый 16 и шестой 17 резисторы, генератор 18 импульсов, Информационный входвход управления, первый и второй выходы переключающего элемента 15 подключены соответственно к 5 истоку транзистора 2, выходу генератора 18, инвертирующему и неинвертирующему входам усилителя 1. Первые выводы резисторов 16 и 17 соединены с общей шиной 19 . устройства, а вторые выводы - с инвертиру ющим и неинвертирующим входами усилителя 1 соответственно, Выпрямитель 14 включен между выходом усилителя 1 и обьединенными затворами транзисторов 2 и 3.Линейный преобразователь работает 15 следующим образом,Цикл работы устройства состоит из двух тактов, равных между собой по длительности, В одном из тактов переключающий элемент 15 подключает к инвертирующему 20 входу усилителя 1 разбаланса исток транзистора 2 и первые выводы резисторов 5 и 6. Тогда на инвертирующий вход усилителя 1 поступает входное напряжение Овх (т). На зтот.же вход усилителя 1 через резистор 6 25 подается постоянное напряжение Овых с выхода фильтра 7 низких частот. Выходное напряжение усилителя 1 через выпрямитель 14 вызывает молудяцию проводимости канала транзистора 2, Одновременно изменя ется проводимость канала транзистора 3, В данном такте работы преобразователя выпрямитель 14 является простым повторителем выходного напряжения усилителя 1 разбаланса. Связь величины модуляции 35 проводимости канала транзистора 2 с величинами поступающих входного Овх(т) и напряжения Овых фильтра 7 низких частот можно определить из уравнения40 ( Овх - Осм 3 65+ ( Овых - Осм) 62 - ( Овых++ Осм)66= О, где Осм- напряжение смещения на инвертирую цем входе усилителя 1, обусловленное температурным и временным дрейфом ну . левого уровня; 65 и 6 в - проводимости резисторов 5 и 6; 62 - проводимость канала транзистора 2. Откуда 5.525.5 В -с,з 5 . Овых + Осм . Овх- Осм , 50 Овых Осм Овых Осм Выходное напряжение усилителя 10 Ою = - :О;,(т Д(сзз)/611), где бз,611,0 з - проводимости канала транзистра 3 и резисторов 11 и 13. Если прово димости каналов транзисторов 2 и 3; размещенных на одном кристалле, одинаковы и проводимостй резисторов 6 и 13 равныпО вЕличинЕ, т,Е, 86=01 З=6 О, тОО 1 Овх 11 о ; Х ( Овх сс 5 ) - Осм65 - 2 Осм 6 о Во втором такте переключающий элемент 15 подключает выводы резисторов 5 и 6, исток транзистора 2 к неинвертирующему входу усилителя 1 разбаланса. При этом изменяется знак напряжения Осм, приложенного к истоку транзистора 2, и одновременно изменяется полярность его выходного напряжения. Деухполупериодный выпрямитель 14 в этом такте осуществляет инверсию выходного напряжения усилителя 1, обеспечивая этим сохранение знака обратной связи в цепи отрицательной обратной связи усилителя 1,Тогда по аналогии с предыдущим тактом с учетом того, что напряжение смещения усилителя.1 имеет противоположный знакО 1Х Х Овх(5)+Осм 65 2 Осм 6 о Среднее значение выходного напряжения усилителя 10 за цикл работы преобразователяОюср =0,5(О ю+ О ю)После постановки в эту формулу значе ний О ю и О 1 о, разложения в ряд Тейлора,сокращения бесконечно-малых величин получим мвх 55) 65Ою, -После усреднения напряжения О 1 о фильтром 7 низких частот за период сигнала Т; Овых = -Овх (5,) й1 2 651 о Ог 1Обозначив К .=.5 Г 65 ссасс , полУчим 1ОвыхТ Таким образром, вустройства пропорциратическому значениюнапряжения.формула изоЛинейный преобквадратического энапряжения, содержащполевыетранзисторы,единены, первый и втвые выводы которых ыходное напряжение онально среднеквадвходного переменного бретения разователь среднечения переменногонаий первый и втЬрой затворы которых объорой резисторы, перподключены: к истоку1647428 Составитель С. Рыбинктор Т,Зубкова Техред М.Моргентал ектор Л.Бески Заказ 1647 Тираж 429 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5эводственно-издательский комбинат"Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 16 первого полевого транзистора, сток второго полевого транзистора соединен с входной клеммой устройства, а исток - с выходной клеммой устройства через последовательно включенные второй инвертирующий усилитель с третьим резистором в цепи обратной связи, и фильтр низких частот, выход которого подключен к второму выводу второго резистора через первый инвертирующий усилитель, вход третьего ин вертирующего усилителя подключен к входной клемме устройства, а выход - к входу второго инвертирующего усилителя через четвертый резистор, усилитель разбаланса, пятый и шестой резисторы, первый вывод пятого резистора подключен к общей шине устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения точности преобразования при малых сигналах, имеющих постоянную составляющую, в него введены двухполупериодный выпрямитель, переключающий элемент и генератор импульсов, выход которого соединен с 5 управляющим входом переключающего элемента, вход которого подключен к истоку первого полевого транзистора, первый выход - к инвертирующему входу усилителя разбаланса и второму выводу пятого резистора, а 10 второй выход - к неинвертирующему входуусилителя разбаланса и через шестой резистор к общей шине устройства, вход двухполупериодного выпрямителя подключен к выходу усилителя раэбаланса, а выход - к 15 затворам полевых транзисторов, сток первого полевого транзистора соединен с выходом фильтра низких частот, второй вывод первого резистора подключен к входной клемме устройства,