Квадратор

О П И С А Н И Е 1453702ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 08,06.73 (21 1003/26-9) .11. Кл. б 06 Я 711 фЯВ 7 рисоедиисиием заявки о --асударственный комитетСовета Министров СССРпо делаи нэабретенийк открытии 23) Приоритет убликоваио 15.12.4, Бюлле иь Ле 46 531 УДК 681.335 (088,8) Дата опубликования описаи 1 10.09.(71) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнический икститут им, В. И. Ленина4) КВАДРАТ 11 зобретеиие относится к области измерительной техники, в частности к функциональным измерительным преобразователям, и может быть использовано в качестве элемента множительных устройств, в измерительных преооразователях эффективного значения напряжения или тока, в аналоговых вычислитсльиы х устройствах.Известен квадратор время-импульсного тит 1 я, содерокящий источИе ВходнОГО сГиялс с прямым и инверсным выходом, магнитнотранзисториый мультивибратор, выходная обмотка трансформатора которого подключена через выпрявИтель и один из масштабных резисторов,к одним входам операционного усилителя, а к его другим входам подключен ИСТОЧИИК ПОСТ 051 ИИОГО ИЯПРЯ 5 КЕВИ 5.Известный квадратор позволяет:олучить точность квадрирэваиия 0,2%, ио при этом требуется слоткиая наладка для устранения несимметрии и погрешностей, вносимых элементами схемы.ОсобеиИо велика (1 - 1,5 ООо иа 10 С) температурная погрешность, определяемая температурными изменениями напряжения базаэмиттер транзисторов, обратного тока коллектора транзисторов и прямого падения напряжения иа диодных выпрямителях, компенсация которой - трудоемкий и продолткителыыпроцесс. 30 С целью повышения точности преобразования квадратора в цепь питания магнитно-транзисторного мультивпбратора введен дополицтелы 1 ый трянзисто 15, упрявляющи 1 вход которого через ограничительный резистор подключен к Выходу операционного усилителя, а между источником входных сигналов и входом о.1 ерациоииого усилителя введен реверсив;ый модулятор, управляющий вход которого;1 одклОчси к дополнительной обмотке трансформатора магнитно-транзисторного мультивибратора.11 я чертежс дяи а схемя предлаГаемОГО КВядратора. Г 1 редляг 1 ехь 1,квадратор врем 51-ию 1 ульсиого типа содержит магнитно-транзисторный мультоевибратор 1; магнитно обратной связью, вытолнепиый на транзисторах 2 ц 5, транзистор 4, выполияющцц роль управляемого сопротивления, включенного в цепь поттаиия мультивибратора, транзисторы б и б реверсивного модулятора 7 напряжения сигнала, операциоиныи усилитель 8, выиряхИтель 9, резисторы 10 и 11 В цет 1 И обратной связи мультивибратора 1, ограничивающий резистор 12 иа Выходе операционного усилителя 8, резистор 15 в цени управления Т 15 а изикторов б и б, ограничительный резистор 14, масштабные резисторы 15 - 17, обмотки 18 и(3) 1 ЮГ;5 - , - 2( ,й 19 трансформатора и ферромагпитны 1 сердечник 20 мультпвибратора 1,Напряжение питания подклночено;ерез управляемое сопротивлениев качестве которого 51 спользовал трапзстор 4, Он может быть заменен полевым триодом или,другим безьтнерцнонньтм управляемым сопротивле- НИЕМ. ТрсПЗИСТОр 4 ЧЕРЕЗ ОГраНИЧИВаЮщИй рЕ- зпстор 12 управляется операционным усилителем. На вход последнего подключено постоянное напряжение Е через сопротивление 15. Напряжение сточнка оипнала Х под 1 клОчено к входу усилителя 8 через реверси 1 вный модулятор 7, выполненный на ключе из транзисторов б н б, управляемых напряжением обмотки 18 мультнвпбратора 1, и резисторах 1 б и 17. Для нравпльной работы квадратора необходимо, чтобы при пасыценных т 1 рапзисгорах 5 и б ток, протекающий через резистор 1 бв два раза прсвыпал ток, протекающий через резистор 17; выполняя это соотношение при лере- .5 авннсВаПИ СЕрдЕЧНИКа 20 В ОДНОМ НадраВ- ленни в суммируюпуо точку усилителя 8 втекает п, пропорциональный а пр перематпнчивании в другом направлеии Е, Л Л Е Х7 п (2) Р Р, - , й; й Яс Дл равильой работы схемы необходимо,ггобы Т с К К с 1 К В1 Р О Г ВОСЛУЧаЕ3 М ЕП 51 Е Т С 51 1 с- правление суммарного тока в суммирукщей точке. 1 ок спо урвпено (2), (1), компе 1 с 1- руЕРся ТОСОИ11,СОЗДавасМЫМ Нснр 51 КЕНИЕМ, пндуктируемым па обмотке 19 мультивибр- тора 1, подкгОчсной через выпрямитель 9 и резистор 14 к суммирующей точке усилителя 8,где 5 - сечение сердсчнка 20;дВ/1 Й -- скорость измене 1 п 51 1 пдукц 111сердечяке 20;2115 - ,падение напряжения па двух диодах выпрямителя 9.Разность токов 11 и У управляет через усилитель 8 и транзистор 4, выполп 5 Оп 1 м функцию управляемого сопротивления, напрякением, нндуктируемым на обмотке 19, Прп большом коэффициенте усиления усилителя 8 токи 11 и 1 п практически равны, тогда при перевмагпичиванип сердечника в одном направлении из уравнений (1) и (5) следует, что йсЕ, Вс5 "ле е= - у - у- , К.= ус - у, -(7) а 1 ри,перемагничивании ,в другом направле.ни Так как изменение иду 1 кции ЛВ при пере.магничвании в обоих направле 1 ях Одинаково, то ьремя перемапнчива 1 ния в двух на.15 правле 1 иях определяются как Среднее значе)ние напряжения тОсле выпрямителя 9 определяется как(вых( ) - "Х- ( ) Из уравнения ( 1 1 ) видно, что изменениесреднего значе 1 ия на,выходе устройства пропорционально квадрату на 1 пряжения сигнала .(, кроме того, имеется постоянная составляющая Ув(0), КОтОрая МожЕТ бцтЬ СКОМИЕН- снрована при дальнейших преобразованиях, с точностью, Определяемой допущениями, /вых (О) н а определяются стабильностью резисторов 14 - 17 и стабильностью нагряжения Е, и 1 е зависят от параметров мульти 1 вибратора 1, о:ерационного усилителя 8, нагрузки и внешних условий.Ог Сточяка сигнала треоуются напряже.пия (+Х) и ( - Х), однако это не является существенной особенностью устройства, так как при наличии только напряжения (+Х), напряжение ( - Х) может быть пол чено, напоимер, инвертированием посредством дополнительного операционного усилителя.В предлагаемом квадраторе источник сигнала поди:почается к сумъирующей точечке усилителя 8 через реверсв 1 ный модулятор, управлясмый,напряжением обмотки 18 смультивибра.1. Р с 1.Предлагаемый квадратор соответствует требОВаиияся К ИЗМЕрцтЕЛЬНЫМ ПрЕОбраЗОВатЕЛяМ 00 класса 0,1 и практически не требует настройки. Предмет изобретения 1 вадратор время-импульсного типа, содержащий источник входного сигнала с прямым)Я 1:111 злЬ 9 Я ТВи 62 11 ИП 11 осударствсипоТ иомигстп Совст 1 М 11 ист 1.1 СО,ПО ДССВ 11 ЛОО 1.ТОПИВ 11 01",ЬП 11 Моствв, Ж 35. 11 уВсив 1 пвп., Гь 1,З11 1101 0 00.1, 1 п. КОстрОсеОГО и 1 ВГсПи пллвтсльств, пОПВГ 1 В 1 и и лп,:1 ВО ТООГОвл инверсным выходом. мапитно-транзисторный мультивибратор, выходная обмотка трансформатора которого иодк,почепа через выпрямитель и один из масштабных резисторов к одним входам оиерациоииогс усигите,я, а и его другим входам подключен источник постоянного напряжения, от,ияающийсл тем, что, с цесьо повышения точности преобразования, в цепь питания мапятно-транзисторного мультивибратора иелен дополнительный транзистор, управляющий вход которого через ограничительный резистор подключен к выходу операционного усилителя, а между источни ком входных сигналов и входом операциоонно.го усилителя введен реверсиьньш модулятор, управляющий вход которого подключен и дополнительной обмотке трансформатора магнитно-транз;сторного мультивибратора.