SU1582141A1

SU1582141A1 - Transducer of root-mean-square value of voltage

Info

Publication number: SU1582141A1
Application number: SU884600197A
Authority: SU
Inventors: Владимир Моисеевич Дубовис
Original assignee: Предприятие П/Я А-3390
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-07-30

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах переменного тока, автоматических системах контрол переменного напр жени , в контрольно-измерительном оборудовании дл измерени параметров изделий электронной техники. Цель изобретени - повышение точности преобразовани в области высоких частот и малых сигналов при увеличении входного сопротивлени . Устройство содержит операционные усилители 1 - 4, резисторы 15 - 24, конденсатор 25, диоды 26 и 27. Введение транзисторов 5 - 14 и новых св зей обеспечило получени указанного эффекта за счет исключени из схемы выпр мительных диодов. 1 ил.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used in alternating current voltmeters, automatic alternating voltage control systems, in instrumentation equipment for measuring parameters of electronic products. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the conversion in the region of high frequencies and small signals with increasing input impedance. The device contains operational amplifiers 1-4, resistors 15-24, capacitor 25, diodes 26 and 27. The introduction of transistors 5-14 and new connections ensured the indicated effect by eliminating the rectifying diodes from the circuit. 1 il.

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах переменного тока, автоматических системах контроля переменного напряжения, в контрольно-измерительном оборудовании для измерения параметров из- , делий электронной техники.The invention relates to electrical engineering and can be used in AC voltmeters, automatic AC voltage monitoring systems, in instrumentation for measuring parameters of electronic products.

Цель изобретения - повышение точности преобразования в области . высоких частот и малых сигналов при увеличении входного сопротивления преобразователя.The purpose of the invention is to increase the accuracy of conversion in the field. high frequencies and small signals with increasing input impedance of the converter.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.The drawing shows a schematic diagram of a converter.

Преобразователь содержит первый, второй, третий и четвертый операционные усилители (ОУ) 1-4, первый, второй, третий, ».» десятый транзисiторы 5-14, первый, второй, третий».» .десятый резисторы 15-24, конденсатор 25, первый и второй диоды 26 и 27. Транзисторы 5-9, 14 п-р-п типа, транзисторы 10-13 р-п-р типа» Входной зажим 28 соединен с неинвертирующим входом ОУ 1, выход которого соединен с его инвертирующим входом и - через резистор 15 - с инвертирующим входом и выходом ОУ 2; неинвертирующий вход ОУ 2 подключен к общей шине» Выводы питания низкого потенциала ОУ 1 и 2 подключены к коллектору транзистора 5 и базе транзистора 6, а выводы питания высо: кого потенциала - к шине питания высокого потенциала» Эмиттер транзистора 6 подключен к базам транзисторов 5, 7, 8, 9, эмиттеры которых соответственно через резисторы 16-19 подключены к шине питания низкого потенциала. Коллектор транзистора 6 подключен к общей шине. Коллектор транзистора 7 соединен с коллектором транзистора 10 и катодом диода 26, анод которого подключен к коллектору транзистора 9, аноду диода 27, инвертирующему входу ОУ 3 и первым выводам конденсатора 25 и резистора 23, вторые выводы которых соединены с выходом ОУ 3, неинвертирующим входом 0У 4 и выходным зажимом 29. Неинвертирующий вход ОУ 3 подключен к общей шине. Катод диода 27 подключен к коллекторам транзисторов 8 и 11. База транзистора 11 соединена с базами транзисторов 10 и 13 и эмиттером транзистора 12, база которого соединена с коллекторами транзисторов и 14. Эмиттеры транзисторов 10, 11, 13 через соответствующие резисторы 20, 21, 22 подключены к шине питания высокого потенциала. Эмиттер транзистора 14 подключен к инвертирующему входу ОУ 4 и через резистор 24 к общей шине, а база - к выходу 0У 4.The converter contains the first, second, third and fourth operational amplifiers (op amps) 1-4, the first, second, third,. ” tenth transistors 5-14, first, second, third. " Tenth resistors 15-24, capacitor 25, first and second diodes 26 and 27. Transistors 5-9, 14 pp-type, transistors 10-13 pp-type "Input terminal 28 is connected to the non-inverting input of the op-amp 1, the output of which is connected to its inverting input and, through the resistor 15, to the inverting input and the output of the OS 2; the non-inverting input of the op-amp 2 is connected to the common bus "The low potential power terminals of the op-amps 1 and 2 are connected to the collector of the transistor 5 and the base of transistor 6, and the high-potential power leads are connected to the high potential power bus" The emitter of the transistor 6 is connected to the bases of transistors 5, 7, 8, 9, the emitters of which are respectively connected through the resistors 16-19 to the low potential power bus. The collector of transistor 6 is connected to a common bus. The collector of the transistor 7 is connected to the collector of the transistor 10 and the cathode of the diode 26, the anode of which is connected to the collector of the transistor 9, the anode of the diode 27, the inverting input of the op-amp 3 and the first conclusions of the capacitor 25 and the resistor 23, the second terminals of which are connected to the output of the op-amp 3, non-inverting input 0 of the 4 and output terminal 29. The non-inverting input of the op-amp 3 is connected to a common bus. The cathode of the diode 27 is connected to the collectors of the transistors 8 and 11. The base of the transistor 11 is connected to the bases of the transistors 10 and 13 and the emitter of the transistor 12, the base of which is connected to the collectors of the transistors and 14. The emitters of the transistors 10, 11, 13 through the corresponding resistors 20, 21, 22 connected to a high potential power bus. The emitter of the transistor 14 is connected to the inverting input of the OS 4 and through the resistor 24 to the common bus, and the base to the output 0U 4.

Преобразователь работает следующим образом»The converter operates as follows "

Входной синусоидальный сигнал U_fпоступает через зажим 28 на неинвертирующий вход 0У 1, который повторяет его на нагрузке (резистор 15), последовательно с которой включены инвертирующий вход и выход усилителя 2» При этом через резистор 15 (R 15) протекает ток, равный U,/R 1'5, который приводит к соответствующим изменениям тока шин питания низкого потенциала усилителей 1 и 2. В результате на входе токового зеркала, образованного транзисторами 5-9, протекает выпрямленный ток, зависящий практически только от величины напряжения 1J, и сопротивления R 15. Токовое зеркало формирует три тока с весовыми коэффициентами, определяемыми соотношениями резисторов 16 - 19. Коллекторные токи транзисторов 7-9 соответственно через диоды 26, 27 и непосредственно поступают на фильтр нижних частот на основе 0У 3, который преобразует их в напряжение, пропорциональное среднеквадратическому значению входного напряжения. Усилитель 4 с транзистором 14 и резистором 24 преобразует это напряжение в ток с коэффициентом передачи, обратно пропорциональным сопротивлению резистора 24. Коллекторный ток транзистора 14 отражается с соответствующими коэффициентами, определяемыми соотношениями резисторов 20 - 22, токовым зеркалом на транзисторах 10 - 13. Коллекторы транзисторов 10, 11 и транзисторов 7, 8 обеспечивают поступление разностного тока через диоды 26 и 27 соответственно на вход ОУ 3, образуя -тем самым аппроксимирующие участки квадратора»The input sinusoidal signal U _f enters through the terminal 28 to the non-inverting input 0U 1, which repeats it at the load (resistor 15), the inverting input and output of the amplifier 2 are connected in series with this. A current equal to U flows through the resistor 15 (R 15) , / R 1'5, which leads to corresponding changes in the current of the low-voltage power buses of amplifiers 1 and 2. As a result, a rectified current flows almost exclusively on the voltage value 1J and resistance R at the input of the current mirror formed by transistors 5-9 15. Toko The third mirror generates three currents with weight coefficients determined by the ratios of the resistors 16-19. The collector currents of the transistors 7-9, respectively, through the diodes 26, 27 and directly fed to the low-pass filter based on 0U 3, which converts them into a voltage proportional to the rms value of the input voltage. An amplifier 4 with a transistor 14 and a resistor 24 converts this voltage into a current with a transmission coefficient inversely proportional to the resistance of the resistor 24. The collector current of the transistor 14 is reflected with the corresponding coefficients determined by the ratios of the resistors 20-22, the current mirror on the transistors 10-13. The collectors of the transistors 10 11 and transistors 7, 8 provide the difference current through diodes 26 and 27, respectively, to the input of the op-amp 3, thereby forming approximating sections of the quadrator

Claims

Формула изобретения Преобразователь среднеквадратического значения напряжения, содержащий четыре операционных усилителя, два диода, десять резисторов и конденсатор, подключенный параллельно де1582141 вятому резистору инвертирующим входом и выходом третьего операционного усилителя, инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с первым выводом первого резистора, выход третьего операционного усилителя подключен к выходному зажиму устройства, неинвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены с общей шиной, о т л и-⁴чающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в области высоких частот и малых сигналов при увеличении входного сопротивления, в него введены десять транзисторов, коллектор первого из которых подключен к выводам питания низкого потенциала первого и второго операционных усилителей и базе второго транзистора, коллектор которого подключен к общей шине, а эмиттер - к базам первого, третьего, четвертого и пятого транзисторов, эмиттеры которых соответственно через второй, третий, четвертый и пятый резисторы подключены к шине питания низкого потенциала, коллектор пятого транзистора подключен к анодам диодов и инвертирующему входу третьего операционного усилителя, катод первого диода соединен с кол лекторами третьего и шестого тран зисторов, катод второго диода соединен с коллекторами седьмого и четвертого транзисторов, базы шестого и седьмого транзисторов соединены с базой девятого и эмиттером восьмого jq транзистора, коллектор которого подключен к общей шине, а база соединена с коллекторами девятого и десятого транзисторов, эмиттеры шестого, седьмого и девятого транзисторов подключены соответственно через шестой, седьмой и восьмой резисторы к шине питания высокого потенциала, неинвертирующий вход четвертого операционного усилителя подключен к выходному 20 зажиму, инвертирующий вход - к эмиттеру десятого транзистора и через десятый резистор к общей шине, а выход - к базе десятого транзистора, неинвертирующий вход первого опера25 ционного усилителя подключен к входному зажиму устройства, инвертирующий вход - к выходу этого усилителя, второй вывод второго резистора соединен с выходом и инвертирующим вхо30 дом второго операционного усилителя.Formula of the invention A rms voltage converter containing four operational amplifiers, two diodes, ten resistors and a capacitor connected in parallel to the fifth resistor with an inverting input and an output of a third operational amplifier, an inverting input of the first operational amplifier is connected to the first output of the first resistor, the output of the third operational amplifier is connected to the output terminal of the device, non-inverting inputs of the second and third operational amplifiers are connected to bschey bus of m u l ⁴ sistent in that, in order to improve conversion accuracy at high frequencies and small input signal by increasing the resistance introduced into it ten transistors, the collector of the first of which is connected to a low potential power supply terminals of the first and second operational amplifiers and the base of the second transistor, the collector of which is connected to a common bus, and the emitter to the bases of the first, third, fourth and fifth transistors, the emitters of which are respectively through the second, third, fourth and fifth resistors connected to the low potential power bus, the fifth transistor collector is connected to the diode anodes and the inverting input of the third operational amplifier, the first diode cathode is connected to the third and sixth transistor collectors, the second diode cathode is connected to the collectors of the seventh and fourth transistors, the base of the sixth and seventh transistors connected to the base of the ninth and the emitter of the eighth jq transistor, the collector of which is connected to a common bus, and the base is connected to the collectors of the ninth and tenth transistors, the emitters are six the seventh, seventh and ninth transistors are connected respectively through the sixth, seventh and eighth resistors to the high potential power bus, the non-inverting input of the fourth operational amplifier is connected to the output 20 terminal, the inverting input to the emitter of the tenth transistor and through the tenth resistor to the common bus, and the output to to the base of the tenth transistor, the non-inverting input of the first operational amplifier25 is connected to the input terminal of the device, the inverting input is connected to the output of this amplifier, the second output of the second resistor is connected with output and the inverting vho30 house the second operational amplifier.