Квадратичный преобразователь напряжения

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Введение в квадратичный преобразователь преобразователя ток - напряжение 5 и источника 4 смещения повьшает чувствительность и точность преобразования за.счет повьшения коэффициента передачи квадратора и улучшения соотношения сигнал - шум. 1 ип. (Л 8 со о 00 со о 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 < 01 В 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К ДВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3987759/24-21 (22) 13. 2.85 (46) 07.05.87. Бюл. У 17 (72) M.Ä.Kðoòîâ (53) 621.317.3 088.8 (56) Авторское свидетельство СССР

l1 920539, кл. G 01 R 19/02, 22.07.80.

Патент ФРГ У 2329579, кл. G 01 R 19/02, 23.08.79..БК 1 08906 А 1 (54) КВАДРАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Введение в квадратичный преобразователь преобразователя ток — напряжение 5 и источника 4 смещения повышает чувствительность и точность преобразования за. счет повышения коэффициента передачи квадратора и улучшения соотношения сигнал — шум. ил. а

U3î

G0 а. 1

Е= — -U + —— с U Вх 2

1 13089

Изобретение относится к области электроиэмерительной техники и может быть использовано для преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичного значения в мостовых и двухтактных схемах.

Целью изобретения является повышение чувствительности,и точности преобразования за счет увеличения коэффициента передачи квадратора и улучшения соотношения сигнал-шум. ,На чертеже представлена функциональная схема квадратичного преобразователя напряжения. f5

Устройство содержит полевые транзисторы 1 и 2, источники З.и 4 смещения, масштабный преобразователь 5 ток — напряжение, выходные шины 6 и 7, выходную 8 и общую 9 шины. 20

Истоки полевых, транзисторов 1 и 2 соединены с первым входом масштабного преобразователя 5 ток — напряжение, затвор полевого транзистора 1 через источник 3 смещения подклю- 25 чен к второй входной шине 7 и стоку полевого транзистора 2, затвор которого через второй источник 4 смещения соединен с первой входной шиной

6 и стоком первого полевого транзис- 3О тора 1, при этом второй вход масштабного преобразователя 5 ток — напряжение подключен к общей шине 9, а его выход — к выходной шине 8.

Квадратичный преобразователь напряжения работает следующим образом.

Если входное сопротивление масштабного преобразователя 5 ток— напряжение мало, то напряжение между стоком и истоком транзистора 1 Цс,« 4g равно входному напряжению U „, а напряжение между стоком и истоком транзистора 2 Цс„ равно входному напряжению с обратным знаком - U x.

При появлении на лине б отрицатель- 45 ной полуволны напряжения на шине 7 действует положительная полуволна напряжения, которая приложена к стоку транзистора 2. Отрицательное напряжение с шины 6 через источник 4 поступает на затвор транзистора 2, Так как транзистор 2 без сигнала находится на грани запертого состояния, то отрицательное сигнальное напряжение на затворе транзистора 2 полностью его запирает и при отрицательной полуволне напряжения на шине 6 транзистор 2 не участвует в работе устройства.

06 2

Отрицательное напряжение с шины

6 подается на сток транзистора 1 и вызывает появление тока стока. Одновременно на затвор транзистора 1 подается с шины 7 через источник 3 положительная полуволна напряжения, которая открывает транзистор 1 и ток стока транзистора 1 еще более резко возрастает.

Зависимость тока стока полевого транзистора следующая: цзи 1

=GU -С- — -U +

С 0 СИ оц СИ

so

ЦСИ

«с

0 7 цзи где Ес — ток стока; (С0 — проводимость полевого транзистора;

U — напряжение отсечки затвора;

U — напряжение сток-исток транзистора; ц „ — напряжение между затвором и стоком.

Третий член формулы (1) — квадратичная составляющая тока стока полевого транзистора.

По формуле (1) напряжение Цс„ можно заменить на Us,.

Напряжение на затворе транзистоРа цэи ра но

Use- цэ- Usx - ц.о- Usx. (2)

По указанному условию U =- U U

30 Sx вычитается из цз, так как при отоo рицательной полуволне напряжения на лине 6 и соответственно при положительной полуволне напряжения на шине 7 напряжения U>0 и U>x äåécòâóþò в противофазе.

Подставив значение Ц „и Цс„ в формулу (1), получим () цб

Ui0 Uax о оех 0 ц ц х

Яо 30

1. Gо 2

-«2

30 вх

3 Со и

U (3) ц 8Л

Из формулы (3) следует, что коэффициент передачи квацратора на транзисторе 1 в 3 раза больше, чем в формуле (1 ).

Аналогично работает транзистор 2 при изменении полярности входного

Составитель В.Полешенко

Редактор Л.Гратилло Техред М.Ходанич Корректор М. Демчик

Заказ 1792/35 Тираж 731

BHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4

3 13089 напряжения, а транзистор 1 запирается. Поэтому на выходе квадраторов .на транзисторах 1 и 2 действует ток, пропорциональный квадрату мгновенного значения входного напряжения при любой его полярности. Этот ток может преобразоваться в напряжение масштабным преобразователем 5. При необходимости усреднения выходного напряжения в масштабный преобразова- 10 тель 5 может быть введен Фильтр. При реализации квадратичного преобразователя напряжения входное сигнальное напряжение между шинами 6 и 7 должно быть равно по величине, обратно по 15 знаку и симметрично относительно общей шины 8; транзисторы 1 и 2 должны быть подобраны по идентичности параметров; источники 3 и 4 должны быть подключены отрицательными 20 полюсами к затворам транзисторов 1 и 2, если последние с и каналами и положительными полюсами, если транзисторы с р каналами, то входное сопротивление масштабного преобразо- 25 вателя ток " напряжение должно быть минимальным.

06 4

Формула изобретения

Квадратичный преобразователь напряжения, содержащий первый источник смещения и первый и второй полевые транзисторы, истоки которых соединены вместе, стоки подключены соответственно к первой и второй входным шинам, а затвор первого полевого транзистора соединен с первым выводом первого источника смещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности за счет увеличения коэффициейта передачи, введен масштабный преобразователь ток — напряжение и второй источник смещения, при этом второй вывод первого источника смещения соединен с второй входной шиной, затвор второго полевого транзистора через второй источник подключен к первой входной шине, а первый вход масштабного преобразователя соединен с истоками полевых транзисторов, второй вход которого подключен к общей шине, а выход соединен с общей шиной.