Измерительный преобразователь эффективного значения напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСеВУ Союз Советских Социалнстицеских Республик(22) Заявлеио 1 соединением заявки Государственный номнтеСовета Министров СССРпо делам иэооретеннйн открытий(23) Приоритет (43) Опублико (4 б) Дата опу ллетеиь %9(088.8) ано 25,05.76 анин 29,09, 76 вания оп 72) Автор изобретении рняк 71) Заявитель(54) ИЗМ ЕКТИВНО НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕГ РЯЖЕНИЯ АЧЕНИ Изобретение относится к измерительнойтехнике и может быть использовано при построении высокоточных измерителей эффективных значений напряжений с повышетптьтмбыстродействием,Известны измерительные преобрли эффективного значения напряжендержащие двчхтактный детектор, Р.иый преобразователь напряжения в(ПНК) параллельного типа, три суммирующих инвертора, выполненных, например наоперационных усилителях с коммутируемыжвходами каждый, причем каждый коммутируе:мый вход в суммирующем инверторе соединен с коммутирующим контактом ключа,управляющим входом связанного с соответствующим ему выходом разряда ПНК, аодин из суммирующих инверторов содержитна выходе фильтр.Недостатком известных преобразователей,использующих кусочно-линейную аппроксимацию )квадратичной. характеристики, является то, что при увеличении количества аппроксимирующих отрезков: квадратичной, характеристики практически пропорционально увеличиаэоватеия, со-.16-ю отрезками, в преобразователе необхоб димо использовать не менее 18-ти усилителей, чтэ усложняет устройство и снижает его. Для упрощения устротютва и повышенияего надежности выход двухтактного детектот 0 ра соединен с входомПНК, с коммутируемыми контактами ключей суммирующегоинвертора, содержащего фильтр на выходе,. этого же инвертора, выход суммирующегоаб инвертора, содержащего фильтр на выходе,соединен с клеммой подключения эталоннэго напряжения ПНК, с коммутируемымиконтактами ключей и через резистор с точ. кой суммирования второго суммирующего20 инвертэра, выход второгэ суммирующегоинвертора соединен с коммутируемыми контактами ключей третьего суммирующегоинвертэра, а выход третьегэ инвертэра соеди-,нен через резистор с точкой суммирования2 б, суммирующего инвертэра,865 Вь Е 6 Ю т 2 РЯт,в, обеспечиваетсн линейное преобразова-,ние вффективнаго значеннн Входного напрн-,женин.5 Ь " Чаким обраЗОМ, функции .преобразованияи время преобразования у предлагаемогоустройства и у прототипа Одинаковые. .1 Поскольку и у предлагаемого устройства и,у прототипа иа участке каждого отрезка.).;66 1 аппрэксимаиии включается только один усив ПНК,дачи 8, инвер клнчествэ разрязффициент пе ора 2 будет раве На ЧЕ 1 Э. 85 с 8 -" ;,:.Л". -: Емя -тсэл ъгое,мого устройстваУстройство сссрэжит двухтактный дет. эктор 1 суммнру 1 ОБлий инвертор 2 с еь 1 хэотьхэ3 В ЦЕПИ ЭсдсдРцэй СЯЗИ В КаннеТВЕ РИДра и с дополнительным резистором 4,подключенным е суммирующей точке зтэгэинвертора и выходу двухтактного детектора,инвертор 5 с дополнительным резистором 8,подключенным к суммирующей тэчке зтогэ 1инвертора и к выходу суммирующего инвертора 2 Н суммиру:оший инвертор 7, выхоцкоторого поавтючен через резистор 8 к суммируюьц 8 Й точке инвертэра 2 Р ыхэд Двухтактного цеектэна 1 соединен с общим вхо=дом суммирующ 8 гэ инвептора 2, Выход пэс=леднегэ вязан с общо, Входом суммирую=шаго инвертэра 5 и клеммой пэдк 5 почения: ,эдом суммируюшего инвертэра 7,Ка 5;";ь й резистор включенный междусуммирующей точкэи и кпочом в соответствюцем суммирующем инверторе, имеет про=вэдимость. -ачепие которой равно с точностью до пас".:Оянного коэффициента, одинакового для все,-. Входных резисторов даннсгэ инвертора. Вэ," катода разрядного выхода ПНК, управ: .оц:э., о ключом этогорезистора, Резне т . . я 6 имеют проводимости раВные с тс . , .-с дс соответствую - "зших коэффициентОв;Вес, 1/2 и 1 младшегэОазряда ПНК сэо-Ветс-:ъ=Ино Следовательно,;при коде преобразованного ПНК напряжения,равном К, суммарная проводимость соединен. - , Зных Вместе н"ОД 51 ь,5". резисторов инвертора 2будет пропорциональна (К+1/2) и коэффициентпереда ю цапря 5 кения этого инвертора с выхода двухта .тню.- дете-.тора будет пропорцио.-:нален (К + О 2), Аналогичным образом 4 Окозйициенты передачи резисторов 6 и 8будут пропорциональны (К + 1 ) и К соот-Ветствежо, а коэффициент переда щ последдовательно соединенных инверторов 5 и 7будет пропорционален,(К + 1) (К)45Выбирают коэффициент пропоэционйльностикоэффициента передачи инвертэра 2 равньщ2 а,- , а коэффициент пропорциональности2коэффициента передачи двух последовательноЦ.соединенных инверторов 5 и 7 равным - а 4-. .оз 5 хбццнент передачи дВух псследователь=ГЯ - - ( /р)2Кроме того,. дэпустив, что коэффициентпередачи инвертора 2 с выхода янвертора7 Оавен 1, при подаче на вход ".рэйстванапряжения у иа выходе итуер На 2 уствВХ навлнвается некотэрое напряжение ЦПоскольку ВыхДнэе напряжение инвертора2 использетс В качестВ 8 эталонногонапри"кения ПН вес единиц т младшегоВазида ПГи., Я 33 ляюшегося меэнГ-,Нм1 руи. -лом Входного нянвяж 8 ния О 7 лет равенЯс/р "еко ОрмоменВреми Найэчиение:,а ВьгОде цв-хтвктнэгэ детектора равноОтлд,ОД ННК оудет рав 8 н числу К и 1 при отсутствии фильтра на выходе инвертора 2 его выходное напряжение с учетом Выражений (1), (2) и (4) равно В инвервалеВходного напрпкения между каэкдьце соседними точками 4 и (К ". 4 )напряжение на выходе инвертора 2 приОтсутствии фильтрации соответствовало быуравнению (5) с точностью до погр ностипринятой линейно:=кусэчной аппроксимацииПоскольку на выходе инвертора 2 Включеифиеьтр напряРК 8 ние на 8 гэ ВыхОде усредняется что соответствует соотношению Из уравнения (6) непосредственно следует,.ЧТО, 51 ГО 67 лительр то с учетом тогор что ключи доста точно легко сделать быстродействующими, . частотные свойства обоих преобразователей также оказываются практически одннаковымк. В то же время при повышении требований к точности и связанным с ней увеличением числа аппроксимирующих отрезкав квадрат ной характеристики число используемых уси-лителей практически не менвется. Так, нащри- мер, при используемых 16 - ти отрезках 16 аппроксимации в устройстве можно исполь-" зовать только 7 усилителей.Формула изобретенияИзмерительный преобразователь эффективного значения напряжения, содержащий двух", тактный детектор, ч- разрядный преобразователь напряжения в код (ПНК) парал-, лельною о типа, три суммирукпцих инвертора на ойерацйонных усилителях с коммутируе-мыми входами, каждый.причем каждый . - кок аутируемый вход в суммирующем инверт ре соединен с, коммутирующим контактом клю-6ча, управляющим входом связанного с соответствующим ему выходом ПНК, а адин из суммирующих инверторов содержит ка выходе фильтр, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, выход двухтактного дебитора соединен с входом ПНК, с коммутируемыми контактами ключей суммирующего инвертора, содержащего фильтр на выходе, и через резистор с суммирующей точкой этого же инвертора, выход суммирующего инвертора, содержащего фильтр на выходе, соединен склеммой подключения эталонного напряжения ПНК, с коммутируемыми контактамиключей и через резистор - с точкой суммирования второго суммирующего инвер- тора, выход второго суммирующего инвертора соединеБ с коммутируемыми контакта- ( ми ключей третьего суммирующего инвер-, тора, а выход третьего суммирующего инвертора соединен через резистор с точкойсуммирования суммирующего инвертора.