Аналоговое множительное устройство

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки М а 06 С 7/16 . Гос)дарственный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 050680(72) Автор изобретения А.Л. Шпади Ульяновский политехнический институт(54) АНАЛОГОВОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области аналоговой телеметрии, а именно,к . преобразователям произведения сиг-. налов переменного тока в унифицированный -сигнал постоянного тока, и может быть использовано в теле- метрических системах энергетики и вычислительной техники.Известны устройства для умножения электрических сигналов методом двойной модуляциисодержащие преобразователь напряжения одного из сигналов в частоту импульсОв коммутации ключевого модулятора амплитуды другого сигнала, к которому 15 подключен фИльтр НЧ и Формирователь импульсов Фиксированной длительности включенный между выходом преобраователя напряжения в частбту и входом ключевого модулятора 1). 20 Такое устройство способно перемножать только однополярные электрические сигналы напряжения, а.его выходной ток сильно зависит от со противления нагрузки, что вносит дополнительные погрешности от изменения длины соединительных проводов и собственного сопротивления нагруз" ки. 30 2Наиболее близким к изобретению до технической сущности является аналоговое множительное устройство, содержащее диодный интегратор, состоящий из дозирующегс и интегрирующего,конденсаторов, диодов и ключа, амплитудный компаратор, управляющий триггером и ключом дозирующего конденсатора, подключенного к одному из входов амплитудного компаратора, к выходу которого подключен триггер, соединенный с ключом, причем входом всего устройства по напряжению является второй вход амплитудного компаратора и точка подсоединения нагрузки (21. В таком устройстве также происходит двойная модуляция выходного тока пропорционально входной частоте и напряжению постоянного тока, вследствие чего выходной ток в значительных пределах не зависит от изменения сопротивления нагрузки и соединительных проводов., Однако это устройство также работает лишь на постоянном .токе и не имеет гальванической развязки входов перемножаемых сигналов, что совершенно не приемлемо для телеметрических систем контроля мощности переменного"тока. Кроме того, оно имеет доволь"но сложйую конструкцию и для модуляции нуждается в дополнительном преобразовании аналог-частота.Цель изобретения = повышение точ йбстй "и"уйрощение конструкции устройства.. 5Это достигается тем, что в аналоговое множительное устройство, содержащее,амплитудный модулятор, выполненный на двух последовательно соединенных транзисторных ключах, входпервого ключа подключен к источникупеременного напряжения, а выходвторого ключа подключен к источнику переменного напряжения через индикатор, ичастотный модулятор, выполненный в виде несимметричногомультивибратора, введены дозируююие конденсаторй, подключенные параллельно транзисторным ключам ампли-,.тудного модулятора, ограничивающие диоОдй и насыщающийся трансформатор, стро-бирующая обмотка которого подключенак выходу частотного модулятора, параллельно стробирующей обмотке подключенывстречно-последовательно .включенныеограничивающие диоды, измерительнаяобмотка насыщающегося трансформатораподключена к источнику переменного:тока, а управляющие обмотки насыщающегося трансформатора подключенывстречно к управляющим входам транзисторных ключей амплитудного модулятора.На чертеже представлена принци.пиальная схема предлагаемого устройства,35Аналоговое множительное устройствопредставляет собой двойной амплитудно-частотныймодулятор и содержитчастотный модулятор 1, выполненный ввиде несимметричного мультивибратора 4 рна транзисторах 2 и 3, база транзистора 2 соединена с коллектором транзистора 3 противоположной проводимос ти и общим резистором 4 базового сме.щения. Резистор 4 подключен к общейточке двух встречно включенных ограничивающих диодов 5 и б, которыешунтируют стробируюшую обмотку 7насыщающегося трансформатора 8 через калибровочный потенциометр 9,соединенный с источником питания 10и эмиттером транэистора 3 противоположной проводимости. При этом двеуправляющие обмотки 11 и 12 насыщающегос 1 я трансформатора 8 подключенык управляющим входам двух транзистбрных ключей 13 и 14, которые эашунтированы доэирующими конденсаторами 15 и 16, образуя амплитудный модулятор, и через индикатор 17 среднего значения выходного тока б подключены к источнику 18 переменногонапряжения О контролируемой нагруэ"ки. Измерительная обмотка 19 насыщающегося трансформатора 8 подклю:.-чена"к источнику 20 переменного тока65 После включения питания Е- несимметричного мультивибратора на транзисторах 2 и 3 на стробирующей обмотке насыщающегося трансформатора 8 вырабатываются прямбугольные импульсынапряжения, амплитуда которых огра- .ничивается с одной стороны ограничивающим диодом 5, а с другой - диодом б. Благодаря этому,перемагничивание сердечника насыщающегося трансФорматора 8 происходит по несимметричным петлям гистерезиса при постоянной скорости изменения индукции, поэтому номинальная частота генерации мультивибратора, которая значительно вышечастоты перемножаемых сигналов, практически не зависит от напржкения источника питания Е и определяетсяиндукцией насыщения трансформатора 8и .величиной сопротивления резистора4 и калибровочного потенциометра 9.Вследствие подмагничивания сердечника насыщающегося трансформатора 8измерительной обмоткой 19 переменного тока изменяется его индукция ивозникает частотная модуляция импульсов мультивибратора, глубина котороййропорциональна текущему значению тока нагрузки. Поэтому при одной полярности переменного тока 3 транзисторные ключи 13 и 14, управляемыепротивофазными обмотками 11 и 12насыщающегосятрансформатора 8,переключаются чаще, чем при другой,и дозирующие конденсаторы 15 и 16переносят через индикатор 17 соответственно. больший электрический заряд в одном направлении и меньший -в другом.В результате среднее значение выходного тока Э:о пропорционально величине емкости дозирующих конденсаторов 15 и 16, напряжениюО и глубине частотной модуляции тока нагрузкй.с соответствующим фаэовым сдвигом, т. е. активной мощностиЮ контролируемой сети. Причем выходной токЭ,при малой длительности переходныхпроцессов в доэирующих конденсаторах 15 и 16 практически не зависит отсобственного сопротивления индикатора 17 и соединительных проводов,так как выходной сигнал по существуопределяется переносом электрического заряда дозирующими конденсаторами 15 и 16, а не напряжением на индикаторе 17 среднего значения.Сочетание в одном устройстве помехоустойчивости и точности частотного модулятора с токовым управлением и усилительных свойств ключевого модулятора электрического зарядаобеспечивает высокую точность присравнительно простой схеме устройства,что хорошо согласуется с требованиями аналоговой телеметрии,формула изобретенияАналоговое множительное устройство, содержащее амплитудный моду/7 Составитель С. Беланва Техред Ж.Кастелевич едактор Л, Воакаэ 2926/43 рректор М. Вигула Тираж 751НИИПИ Государственногопо делам изобретенийМосква, Ж, Раушск писное сиитета СССРоткрытийнаб д. 4/ 1130 филиал ПЧП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пятор, выполненный на двух последовательно соединенных транзисторных ключах, вход первого ключа подключен к источнику переменногонапряжения, а выход второго ключа подключен к источнику переменного напряжения через индикатор, и частотный модулятор, выполненный в виде несим- метричного мультивибратора, о т .личающееся тач, что, с; целью повышения точности и упрощения конструкции устройства, оно содержит дозирующие конденсаторы; подключенные параллельно транзисторным ключам амплитудного модулятора, ограничивающие диоды и насыщающийся трансформатор,стробирующая обмотка которого подключена к выходу частотного модулятора, параллельно стробирующей обмотке подключены встречно-последовательно включенные ограничивающие диоДы, измерительная обмотка иасыщающегося трансформатораподключена "к" источнику переменного тока, а управляющие обмотки насыщаю-, щегося трансформатора подключены встречно к управляющим входамтранзисторных ключей амплитудного модулятора. Источники инФорМации,принятые вовнимание при экспертиэе "1. Могилев В.Д. Магнитная микроэлектроника, М.,"Сов. радио"., 1977,с, 190.2. Авторское свидетельство СССР9 387381, кл, 6 06 С 7/16, 1977