Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Союз Советскив Сфцналистическив Уеспублик(22) Заявлено 29,05.78 (21) 2620032/18-21 (51)М. Кл.С О 1 й 19/22 с присоединением заявки Йо -(23) Приормтет -3 осуаарственный комитет СССР яо делам нзобретеннй н открытнйОпубликовано 23,12,80 Бюллетень Ио 47 Дата опубликования описания 25. 12. 80(71) Заявитель Минский радиотехнический институт(54)ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО. НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэовано для преобразования и измерения переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратическо- фго значения в различных радиотехнических устройствах, например, в многоФункциональных вольтметрах.Известны измерительные преобразователи, основанные на непосредствен фном вычислении, содержащие квадратор,блок усреднения и извлекатель корня 1,Однако для таких преобразователейхарактерна невысокая термостабильность и ограниченный динамический ичастотный диапазон.Известно также устройство для преобразования переменного напряжения впостоянное по уровню среднеквадратического значения, основанное на использовании линейно изменяющегосянапря:кения 21 .Недостатком этого устройства является квадратичный закон преобразования.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для преобразования переменногонапряжения, содержащее выпрямитель,к 30 выходу которого подключены пиковый детектор и последовательно соединенные первое пороговое устройство, первый блок управления, ключ, интегрирующий усилитель и второе пороговое устройство, причем выход последнего соединен с вторым входом первого блока управления, а к выходу пикового детектора подключен генератор треугольного напряжения, первый выход которого соединен с вторыми входами ключа и обоих пороговых устройств.Принцип работы данного устройства основан на использовании треугольного напряжения для квадрирования входного сигнала произвольной Формы и постоянного напряжения, с последующим сравнением квадратов обоих сигналов посредством следящей обратной связиЯ .Существенным недостатком данного устройства является ограниченный частотный диапазон преобразования переменного напряжения в постоянное причем для обеспечения преобразования с высокой точностью, верхняя частота спектра входного сигнала должна быть значительно меньше частоты напряжения треугольной Формы, Расширение частотного диапазона путем увеличения частоты треугольного напряжения ограни50ьсТОп 1 пъТ. Ыпчф Т чено полосой пропускания выпрямителя и быстродействием пороговых устройств, так как последние работают в различных частотных диапазонах; первое сравнивает напря;:;ение треугольной Формы с входным переменным напряжением, второе - с постоянным.Цель изобретения расширение частотного диапазона преобразования переменного напряжения в постоянное.Укаэанная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащий выпрямитель, к выходу которого подключены пиковый детектор и последовательно соединенные первое пороговое устройство, первый блок управления, ключ, интегрирующий усилитель и второе пороговое устройство, причем выход последнего соединен с вторым входом первого. блока управления, а к выходу пикового детектора подключен генератор треугольного напря; жения, первый выход которого соединен с вторыми входами ключа и обоих пвро" говых устройств, введены второй блок управления и последовательно соединенные устройство запоминания и блок исключения постоянной составляющей, выход которого подключен к входу выпрямителя, причем второй выход генератора треугОльного напряжения через второй блок управления соединен с вторым входом устройства запоминания, первый вход которого подключен к входу преобразователя./На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.Устройство содержит выпрямитель 1, пиковый детектор 2, первое пороговое устройство 3, первый блок 4 управления, ключ 5, интегрирующий усилитель б, второе пороговое устройство 7, генератор 8 треугольного напряжения, устройство запоминания 9, блок 10 исключения постоянной составляющей и второй блок 11 управления. К выходу выпрямителя 1 подключены пиковый детектор 2 и последовательно соединенные первое пороговое устройство 3, первый блок 4 управления, ключ 5, интегрирующий усилитель б и второе пороговое устройство 7, причем выход последнего соединен с вторым входом первого блока 4 управления. Выход пикового детектора 2 соединен с входом генератора 8 треугольного напряжения, первый выход которого соединен с вторыми входами ключа 5 и пороговых устройств 3 и 7, а второй - через второй блок управления 11 с вторым входом устройства 9 запоминания. Выход устройства 9 запоминания через, блоко 10 исключения постоянной составляющей подключен к входу выпрямителя 1.Устройство работает следующим образом. На выходе выпрямителя 1 из переменного дапрядения О(с)(фиг), поступающего на вход преобразователя,формируется напрях;ение О(1 Т 1,причемв моменты времени 1 Т осуществляетсявыборка напряжения О(с), которое запоминается на период напряжения треугольной формы Тт. Напряжение Ор спервого выхода генератора 8 треугольного напряжения сравнивается в поро-,говом устройстве 3 с сигналом)О(1 Т )(,а в пороговом устройстве 7 - с постоянным напряжением О 0 с вьхода интегрирующего усилителя б. Выходные сигналы пороговых устройств 3 и 7 воздействуют через блок 4 управления на 15 ключ 5, таким образом, что сигнал спервого вых .да генератора треугольного напрядения О 8 поступает на входинтегрирующего усилителя б при выполнении условий:(ОТ )1 больше О 8 и Щ О Ь меньше О 8 . В УстановившемсЯ Режиме следящая и обратная связь с выхода интегрирующего усилителя б навторой вход порогового устройства 7обеспечивает равенство поотоянногонапряжения О 0 среднеквадратическомузначению напряжения на выходе выпрямителя 1, а значит и среднеквадрти.ческому значению переменного напряжения О(с) на входе преобразователя.Введение устройства 9 запоминанияс управлением от генератора треугольного напряжения 8 посредством блока11 управления позволяет значительнорасширить частотный диапазон преобразователя.Усредненное напряжение на выходе,ключа 5 от положительных треугольныхимпульсов при воздействии на входепреобразователя синусоидального сигнала О(с)=О а(п нс40 нОср= 2 2 2 О Ьс51 и( ТТ Ьогде; Т - период синусоидального напряжения;О . - амплитуда синусоидального 45 напряжения; 2 ь Т х й 1 Т2 Т Учитывая, что,"где, Осп амплитуда треугольного напряжения (фиг.2); тО н ГО,к цр: с,ы в 7 с сР Р ССвахт 4 ТО щах789837 Заказ 9128/7519 Подписное ВНИИП Тираж Фиг. 2 Данное вырах;ение показывает,чтопогрешность квадрирования.д=.2 Т соь ьюТьЯ й.тттГБ 1 п (ф 2 йт /травна нулю вплоть до частоты входного сигнала равной половине частоты 5 труегольного напряжения. Таким образом верхняя частота диапазона преобразователя=1".ттф (1)Введение предлагаемого устройства запоминания позволяет уменьшить частотную погрешность вносимую выпрямителем, а если между устройством запоминания 9 и выпрямителем 1 включен предварительный усилитель переменно го тока для расширения диапазона из- меряемых напряжений, то и усилителем в общую погрешность преобразователя,Дополнительным преимуществом устройства является то, что при достаточной идентичности пороговых устройств 3 и 7 уменьшается зависимость частотного диапазона преобразователя от быстродействия последних при увеличении частоты труегольного напряжения, так как в обоих пороговых устройствах 3 и 7 происходит сравнение напряжения труегольной формы О с постоянным напряжением. 30формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий выФилиал ППП "Патент",г,Ужгород,ул.Проектная,4 прямитель, к выходу которого подключены пиковый детектор и последовательно соединенные первое пороговоеустройство, первый блок управления,ключи, интегрирующий усилитель и второе пороговое. устройство, причем выход последнего соединен с вторым входом первого блока управления, а квыходу пикового детектора подключенгенератор треугольного напряжения,первый выход которого соединен с вторыми входами ключа и обоих пороговыхустройств, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения частотного диапазона преобразователя, внего введены второй блок управленияи последовательно соединенные устройство запоминания и блок исключенияпостоянной составляющей, выход которого подключен к входу выпрямителя,причем второй выход генератора треугольного напряжения через второй блокуправления соединен с вторым входомустройства запоминания, первый входкоторого подключен к входу преобразователя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Волгин Л. Н. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем, "Советское радио", И., 1971, с. 287.2. Патент США Р 3064192,кл. 324-118, 1962.3. Заявка Франции Р 2298111,кл. С 01 й. 19/02.