Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 08.12,76 (21) 8090 18-21 О 1 К 19 с оединением зая сударственный комитет) Приоритет 4)0 3) У ллетень20 ковано 30,05.7 21.317 088,8) по делам изобретении и открытий45) Дата опубликования опи ия 30.05,7 Авторыизобретени Руба онов и Московский ордена Ленина энергетический институ 71) Заявител 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕИзобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано совместно с цифровыми вольтметрами постоянного тока при построении точных быстродействующих мультиметров,Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное, пропорциональное средневыпрямленному значению переменного, состоящие из линейного выпрямителя и усредняющего фильтра 1.Время преобразования этих устройств велико. Оно определяется постоянной времени фильтров и для сигналов одной частоты тем больше, чем большей точности преобразования необходимо достичь.Наиболее близким по технической сущности является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные линейный выпрямитель, входной ключ, основной интегратор и компаратор, последовательно соединенные источник опорного напряжения и блок преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение, выход которого через компенсированный ключ связан с входом основного интегратора, и блок преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов, выход которого соединен с входом управления входного ключа и с однимиз управляющих входов компенсационногоключа, другой управляющий вход которого подключен к выходу компаратора 12),5 Известное устройство имеет невысокуюточность преобразования.Цель изобретения - повышение точностипреобразования,Цель достигается тем, что в преобразо 0 ватель переменного напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные линейный выпрямитель, входнойключ, основной интегратор и компаратор,последовательно соединенные источник5 опорного напряжения и блок преобразования периода входного сигнала в постоянноенапряжение, выход которого через компенсационный ключ связан с входом основногоинтегратора, и блок преобразования часто 20 ты входного сигнала в последовательностьуправляющих импульсов, выход которогосоединен с входомуправления входногоключа и с одним из управляющих входовкомпенсационного ключа, другой управляю 5 щий вход которого подключен к выходукомпаратора, введен дополнительный интегратор, выход которого является выходомпреобразователя, а вход через дополнительный ключ соединен с входом блока преобЗО разования периода входного сигнала в по0= -Т,3стоянное напряжение, выполненного в виде последовательно соединенных вспомогательного ключа и вспояогательного интегратора, причем управляющий вход основного ключа связан с управляющим входом вспомогательного ключа и с одним из управляющих входов дополнительного ключа, другой упоавляющий вход которого соединен с выходом компаратора.На чертеже изображена схема преобразователя.Преобразователь содержит линейный выпрямитель 1, входной 2 и компенсационный 3 ключи, основной интегратор 4, компаратор 5, блок 6 преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов, блок 7 преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение, состоящий из последовательно соединенных вспомогательного ключа 8 и вспомогательного интегратора 9, источник 10 опорного напряжения и последовательно соединенные ключ 11 и дополнительный интегратор 12. Выход интегратора 12 является выходом преобразователя переменного напряжения,Преобразуемое напряжение Упоступает на вход блока 6 преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов и одновременно через линейный выпрямитель 1 на входной ключ 2 интегратора 4. Первый выходной импульс блока 6, соответствующий началу периода преобразуемого напряжения, замыкает входной ключ 2 интегратора 4 и ключ 8, через который на вход интегратора 9 подается опорное напряжение Уо, Ключи 3 и 11 при этом разомкнуты, интеграторы 4 и 9 интегрируют напряжения У, и )о соответственно. В момент времени, соответствующий началу следующего периода преобразуемого напряжения, блок 6 выдает второй импульс, который размыкает ключи 2 и 8 и одновременно замыкает ключи 3 и 11. В этот момент времени выходные напряжения интеграторов 4 и 9 соответственно рав- ны Т,) Укй = - Овя.ср Т,о вх У,Ю= - У,т, ,Т,где У.,р - средневыпрямленное значениепреобразуемого напряжения;Т - период преобразуемого напряжения;Т, - постоянная времени интегратора 4;Т, - постоянная времени интегратора 9.Теперь напряжение Уг подается на вход интегратора 4, а опорное напряжение Ров 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 4на вход интегратора 12. Выходное напряжение интегратора 4 начинает убывать, и вмомент времени, когда оно станет равнымнулю, срабатывает компаратор 5, выходнойсигнал которого размыкает ключи 3 и 11.Интервал времени, в течение которого ключи 3 и 11 замкнуты, равенвх.ср: Т,=-Тоа выходное напряжение интегратора 12 заэтот интервал времени достигает значенияТ,Тз ь Тзогде Т, - постоянная времени интегратора 12;Относительная погрешность преобразования Ь У,зависит от относительных нестабильностей постоянных времени ЬТ, иЬТЗ, При правильном выборе схемных элементов интеграторов дестабилизирующиефакторы будут вызывать изменения постоянных времени интеграторов одного знака,в первом приближении ЬТ,= ЬТ, = ЬТ.Для коррелированных величин ЬТ, и ЬТ,относительная погрешность ЬУвых =)Ьтг - ЬТ,) =О (ЬТ ).В преобразователе переменного напряжения полностью исключена составляющаяпогрешности преобразования ЬУо, ЬТг -- ЬТзна порядок меньше величины составляющей ЬТа быстродействие предложенного и известного преобразователейодинаково. Формула изобретенияПреобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные линейный выпрямитель, входной ключ, основной интегратор и компаратор, последовательно соединенные источник опорного напряжения и блок преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение, выход которого через компенсационный ключ связан с входом основного интегратора, и блок преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов, выход которого соединен с входом управления входного ключа и с одним из управляющих входов компенсационного ключа, другой управляющий вход которого подключен к выходу компаратора; отлич аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введендополнительный интегратор, выход которого является выходом преобразователя, а вход через дополнительный ключ соединен с входом блока преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение, выполненного в виде последовательно соединенных вспомогательного ключа и вспо- могательного интегратора, причем управказ 1038/16 Изд.330 Тираж 1089 НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписнооткрытий Типография, пр. Сапунова ляющий вход основного ключа связан с управляющим входом вспомогательного ключа и с одним из управляющих входов дополнительного ключа, другой управляющий вход которого соединен с выходом компаратора. 6Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР222734, кл. 6 01 К 19/26, 19672. Авторское свидетельство СССР267746, кл. 6 01 Я 13/02, 1967.