Преобразователь параметров комплексных сопротивлений в напряжение

.8)илл У. ИМир,кусство983, т. 2,1 й 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ В НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и автоматике и может быть использованопри преобразовании, измерении и допусковом контроле параметров элементов сложных электрических цепеи, атакже при построении высокочастотныхрешающих усилителей. Цель изобретения - повышение точности преобразования - достигается путем создания устойчивого усилителя с общей глубокойотрицательной обратной связью и большим собственным коэффициентом усиления в широком диапазоне частот. Преобразователь содержит усилитель 1 сопротивления, перестраиваемый резонансный усилитель 2, образцовый резистор 3 и комплексное сопротивление4 и представляет собой многокаскадньперестраиваемый избирательный усилитель, охваченный общей отрицательнойобратной связью.Особенностью .преобразователя является отсутствие динамической погрешности. 2 ил, 1576870Изобретение относится к информдционно-измерительной технике и автобатике и может быть использовано припреобразовании, измерении и допусковом контроле параметров, элементов сложных электрических цепей, а также при построении Высокоточных решающих усилителей.Целью изобретения является повышение точности преобразователя комплексных сопротивлений в напряжение за счет создания устойчивого усилителя с общей глубокой отрицательной обратной связью и большим собственным коэффициентом усиления в широком диапазоне частот, При этом достигается повышение помехозащищенности устройства.На фиг. представлена структурнаясхема преобразователя параметров комплексных сопротивлений в напряжение; на фиг.2 - то же, вариант.Преобразователь содержит усилительсопротивления, перестраиваемый резонансный усилитель 2, образцовый резистор 3 и комплексное сопротивление 4, которое подключено к входу усилителя 1 сопротивления, выход которого соединен с входом перестраиваемого резонансного усилителя 2. Образцовый резистор 3 включен в цепь общей отрицательной обратной связи между входом усилителя 1 сопротивления и выходом перестраиваемого резонансного усилителя 2. Усилитель 1 сопротивления представляет собой усилитель, у которого входной величиной является ток, а выходной - напряжение, размерность его коэффициента передачи выражается в омах. При этом усилитель обладает низкими входным и выходным сопротивлениями. Например, он может быть выполнен на основе транзисторного каскада с общей базой или с помощью обычного операционного усилителя (фиг .2) . В частности, преобразователь может содержать стандартные операционные усилители 5-7, резисторы 8-10, катушки 1 и 12 индуктивности и переменные конденсаторы50 13 и 14. Перестраиваемый резонансныйа. усилитель может быть собран на операционных усилителях 6 и 7 (включение неинвертирующее), в цепи отрицательных обратных связей которых включены 55 параллельные колебательные контуры на катушках 11 и 12 индуктивности и спаренных переменных конденсаторах 13о вшхК = -тоВх К Кх выходное напряжение преобразователя;входное напряжение преобразователя;комплексное сопротивление исследуемого двухполюсника;соответственно сопротивления резисторов 3 и 8; собственный коэффициент усилителя 2 на резонансной частоте. где Ц Вьп ех К и К Поскольку идеальный коэффициент передачи преобразователя имеет вид К= К /К 4, то относительная погрешность о коэффнонента наедена Онана 3= -- - 100%.Р(1)К,КСравним статическую погрешность предлагаемого преобразователя с такой же погрешностью серийно выпускае. мого операционного усилителя (ОУ). и 14, Усилитель сопротивления собранна операционном усилителе 5, низкоевходное сопротивление которого обеспечивается глубокой отрицательной обратной связью при помощи резистора 8,Преобразователь работает следующим образом,Регулировкой переменных конденсаторов 13 и 14, проградуированных вединицах частоты, резонансный усилитель 2 настраивается на частоту входного сигнала. Входное напряжение поступает на преобразуемое комплексноесопротивление 4. При этом ток, протекающий через комплексное сопротивление 4, преобразуется (с коэффициентом передачи, равным значению резистора 8) с помощью усилителя 1 сопротивления в напряжение, которое оченьсильно усиливается резонансным усилителем 2. Цепь отрицательной обратной связи (резистор 3) стабилизируетработу преобразователя и обеспечива 1ет высокую точность преобразования наданной частоте. Следовательно, выходное напряжение преобразователя пропорционально значению комплексногосопротивления 4,Реальный коэффициент передачи преобразователя К имеет вид= 0,1 ЕКо (6)В соотношении (5) множитель 0,1 означает, что усилитель 1 может являться усилителем сопротивления только при наличии глубокой отрицательной обратной связи в усилителе 5 (фиг.2). Выражение (6) справедливо только на резонансной частоте. Поскольку усилители б и 7 практически имеют бесконечно большое сопротивление в цепи обратной связи, то их общий коэффициент усиления равен К 1. Подставляя (4), (5) и (6) в (3), получим10(7)Из выражения (7) следует, что статическая погрешность предлагаемого 5 15 Известно, что его погрешность статиэма 3имеет вид1 К(3)В КК О ф8Для простоты введем следующие со- отношения 76870 6преобразователя меньше погрешности4базового устройства в 0,1 К, Например, при использовании микросхемы ОУК 544 УД 2 ) на частоте 1 О кГц погрешность предлагаемого преобразователяменьше погрешности базового объектав 300 раз.Существенной особенностью предлагаемого преобразователя является отсутствие динамической погрешности.Предлагаемый преобразователь сохраняет свою устойчивость, поскольку нарезонансной частоте не выполняетсяусловие баланса фаз, на других жечастотах не выполняется условие баланса амплитуд. Формула изобретения20Преобразователь параметров комплексных сопротивлений в напряжение, содержащий перестраиваемый резонансный усилитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены усилитель сопротивления и образцовый резистор, причем комплексное сопротивление подключено к входу усилителя сопротивления, выход которого соединен с вхоДом перестраиваемого резонансного усилителя, а образцовый ре. зистор включен в цепь общей отрицательной обратной связи между выходом перестраиваемого резонансного усили теля и входом усилителя сопротивления..Горна едак одписи Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор Гагарина, 101 аказ НЙИП 845 Тираж 558 Государственного комитет 113035, Москва, о изобретениям 35, Раушская н открьггиям при ГКНТ СЧС д. 4/5