Синхронный детектор

23) Приорите о делам нэебретен публиковано 07.0 53) УДК 621.3 .23 088.8) ллетень5ия 17.02.8 открытнй Дата опубликования описан 2) Автор изобретен и В. Ковалков Ъ Р" 6., ;Смоленский филиал Московског энергетического инс1) Заявитель 54) СИНХРОННЫЙ ДЕТЕКТ уктурная электдетектора.ржит основнойусилители 2,резистивныйО, фильтр 11игнала, источчник 14 постоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения электрической мощности, в вычислительных и преобразовательных устройствах.Известен синхронный детектор, содержащий основной усилитель, вход которого подключен к источнику сигнала, первый полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи основного усилителя, фильтр нижних частот, подключенный к выходу основного уси лителя, и источник опорного сигнала 3,Однако известное устройство имеет низкую точность.Цель изобретения - повышение точности .устройства.Для этого в синхронный детектор, содержащий основной усилитель, вход которого подключен к источнику сигнала, первый полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи основного усилителя, фильтр нижних час о тот, подключенный к выходу основного усилителя, и источник опорного сигнала, введены резистивный сумматор, источник постоянного напряжения, два дополнительных усилителя и второй полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи первого дополнительного усилителя, при этом один вход резистивного сумматора непосредственно, а выход фильтра нижних частот и входы основного и первого дополнительного усилителей через соответствующие резисторы подключены к источнику постоянного напряжения, выход первого дополнительнрго усилителя и источник опорного сигнала соединены соответственно с двумя другими входами резистивного сумматора, выход которого подключен к входу второго дополнительного усилителя, затворы полевых транзисторов объединены и подключены к выходу второго дополнительного усилителя. На чертеже приведена стррическая схема синхронногоСинхронный детектор содеусилитель 1, дополнительны3, полевые транзисторы 4,сумматор 6, резисторы 7 -нижних частот, источник 12ник 13 опорного сигнала, истянного напряжения.Синхронный детектор работает следующим образом,Входное напряжениеа поступает наусилитель 1, изменяется синхронно с опорным напряжением (3 ои, для чего в цепь обратной связи усилителя 1 включен транзистор 4, работающий в режиме утгравляемого сопротивления. Для формированиянапряжения управления транзистором 4опорное синусоидальное напряжение сравнивается с помошью сумматора 6 свыходным напряжением усилителя 2, навход которого поступает постоянное напряжение Ь ь а в цепь обратной связи включен транзистор 5. Если напряжение Ьр навыходе усилителя 2 отличается по амплитуде и форме от опорного 1.) на выходе схемы сумматора 6 возникает напряжение разбаланса Ь 1.), которое усиливается усилителем 3 и изменяет сопротивление исток-стоктранзистора 5, а следовательно, и транзистора 4, с тем, чтобы свести сигнал разбалансаЬБ к нулю. При синусоидальном опорном на-.2.ггпряжении Ь = Ь, 81 па 1 и большой величине коэффициейта усиления усилителя 3в установившемся режиме можно полагатьЬг.) = О, что возможно лишь, если сопротивления исток-сток транзисторов 4 и 5 изме-няются по синусоидальному закону, т, е.Рис= К КЦ Ьк сю 1,Если входной сигнал 1.)вх содержит в своем составе высшие гармоники 1.)х = Й(4 хг"Х зп (1 Ы + ф), то выходное напряжениеможно представить в видеГ: У -- Увх Бцъ се Вьй.(а+%1)+КУоаК К+ " йл юЯ 1)вх 8 а(оА+ФО+Ьо"г фА(1)где г.)В, - амплитуда 1-й гармоники;гр, - фаза 1-й гармоники относительно основной.Учитывая, что 81 п ы(з 1 п (о(+ г(гг) = = - (сов у - сов (2 м + гр 1), второе слагаемое формулы (1) равноНапряжениез в результате может бытьпредставлено в виде() + К Ц сОЗ Я+ Ц .8 Первое слагаемое Ь 8 не зависит от (.)х и представляет собой постоянную составляю гцую, которая может быть легко скомпенсирована с ггомощью резистора 10.Слагаемое 1 ф 3 д сов рг пропорционально полезной составляющей входного сигнала синхронного детектора. Напряжение 1.) представляет собой переменную составляющую, которая отфильтровывается с помощью фильтра 11.Таким образом, выходное напряжение синхронного детектора представляет собой постоянное напряжение, прямо пропорциональное проекции основной гармоники входного напряжения на направление опорного, Высшие гармоники, присутствующие во входном сигнале, дополнительной постоянной составляющей не дают.В предлагаемом устройстве при неизменной основной гармонике 1)вх и изменениях второй и третьей в пределах до 50% от основной дополнительная погрешность детектирования не превысила 0,3%. Разработанное устройство имеет малые габариты и вес и позволяет увеличить точность фазочувствительного преобразования основной гармоники входного сигнала при наличии гармонических помех.Формула изобретенияСинхронный детектор, содержащий основной усилитель, вход которого подключен к источнику сигнала, первый полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи основного усилителя, фильтр нижних частот, подклгоченный к выходу основного усилителя, и источник опорного сигнала, отличающийся тем что, с целью повышения точности, в него введены резистивный сумматор, источник постоянного напряжения, два дополнительных усилителя и второй полевой транзистор, промежуток сток-исток которого включен в цепь обратной связи первого дополнительного усилителя, при этом один вход резистивного сумматора непосредственно, а выход фильтра нижних частот и входы основного и первого дополнительного усилителей через соответствующие резисторы подключены к источнику постоянного напряжения, выход первого дополнительного усилителя и источник опорного сигнала соединены соответственно с двумя другими входами резистивного сумматора, выход которого подключен к входу второго дополнительного усилителя, затворы полевых транзисторов объединены и подключены к выходу второго дополнительного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии ьв 48239504,кл. 98/5/Е 21, опублик. 1974 (прототип 1,итель Л. АнанА. Бойкас99 ого ий аушгоро Редактор Г. ПетроваЗаказ 10275/69ВНИИПИпо д113035, Мофилиал ППП Соста Техред Тираж 9 Государственн лам изобрете ква, Ж - 35,Патент, г. УеваКорректор НПодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4 омитета откры кая на д, ул, П