Измерительный преобразователь активной мощности

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение частотного диапазона при малой потребляемой от источников питания мощности. Введение второго масштабного преобразователя 10 с парафазным выходом и второго делителя 11 напряжения позволяет исключить из измерительного преобразователя активной мошности (ИПАМ) отрицательную обратную связь. Отсутствие отрицательной обратной связи позволяет без дополнительной экранировки узлов ИПАМ расширить частотный диапазон. ИПАМ содержит также первый и второй полевые транзисторы 1 и 2, первый масштабный преобразователь 3 с парафазным выходом, первый аналоговый сумматор 4, первый делитель 5 напряжения, второй аналоговый сумматор 6, источник 7 напряжения смещения, преобразователь 8 ток - напряжение, усредняющий масштабный преобразователь 9 и корректирующий масштабный преобразователь 12. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4147158/24-21 (22) 10.11.86 (46) 23.04,89. Бюл. ¹ 15 (7 1) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) В.В.Иванютин (53) 621.317.382.016 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1298673, кл. С 01 R 21/06, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1317366, кл. G 01 R 21/06, 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике. Цель изобретения — расширение частотного диапазона при малой потребляемой от источников питания мощности. Введение второго масштабного преобразователя

„„SU„„1474559 А 1

10 с парафазным выходом и второго де-. лителя 11 напряжения позволяет исключить из измерительного преобразователя активной мощности (ИПАМ) отрицательную обратную связь. Отсутствие отрицательной обратной связи позволяет без дополнительной экранировки узлов HIIAM расширить частотный диапазон. ИПАМ содержит также первый и второй полевые транзисторы

1 и 2, первый масштабный преобразователь 3 с парафазным выходом, первый аналоговый сумматор 4, первый делитель 5 напряжения, второй аналоговый сумматор 6, источник 7 напряжения смещения, преобразователь 8 ток— напряжение, усредняющий масштабный преобразователь 9 и корректирующий масштабный преобразователь 12. 1 ил.

1474559

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона при малой потребляемой от источников питания мощности.

На чертеже приведена. структурнофункциональная схема измерительного преобразователя активной мощности.

Измерительный преобразователь активной мощности (ИПАМ) содержит первый 1 и второй 2 полевые транзисторы, первый масштабный преобразователь 3 с парафазным выходом, первый аналоговый сумматор 4,. первый делитель 5 напряжения, второй аналоговый сумматор 6, источник 7 напряжения смещения, преобразователь 8 ток — напряжение, усредняющий масштабный преобразователь 9, второй масштабный преобразователь 10 с парафазным выходом, второй делитель 11 напряжения и корректирующий масштабный преобразователь 12, причем вход первого масштабного преобразователя 3 с парафазным выходом является первым входом

ИПАМ, неинвертирующий выход подключен к входу первого делителя 5 напряжения и стоку первого полевого транзистора 1, а инвертирующий — к входу второго делителя 11 напряжения и стоку второго полевого транзистора 2, выход первого делителя 5 напряжения подключеч к первому входу первого аналогового сумматора 4, выход источника 7 напряжения смещения подключен к второму входу первого 4 и первому входу второго б аналоговых сумматоров, вход второго масштабного преобразователя 10 с парафазным вы4О ходок является вторым входом HIIAN, неинвертирующий выход подключен к третьему входу первого аналогового сумматора 4, в инвертирующий выход—

45 к второму входу второго аналогового сумматора 6, к третьему входу которого подключен выход второго делителя 11 напряжения, выходы первого 4 и второго 6 аналоговых сумматоров

50 соединены с затворами первого 1 и второго 2 полевых транзисторов соответственно, истоки которых объединены и через преобразователь 8 ток напряжение, корректирующий масштаб55 ный преобразователь 12 и усредняющий масштабный преобразователь 9 являются выходом HIIAN.

Первое входное напряжение ИПАИ U

1 поступает на вход первого масштабного преобразователя 3 с парафазным выходом„. имеющего коэффициенты преобразования для его первого и второго выходов К,„ -К „, Первое выходное напряжение преобразователя 3 U „=- К „ U, подается на сток первого поЛевого транзистора 1 и вход первого делителя 5 напряжения, коэффициент передачи которого К близок к 0,5. Второе выходное напряжение первого масштаб-. ного преобразователя 3 с парафазным выходом U = -K < U, подается на сток второго полевого транзистора 2 и вход второго делителя 11 напряжения, коэффициент передачи которого

К,„ также близок к 0,5.

Второе входное напряжение ИПАТ Б поступает на вход второго масштабного преобразователя 10 с парафазным выходом, имеющего коэффициенты преобразования К, „ и -К, „ . Выходное напряжение этого преобразователя

U

Если на затворы первого 1 и второго 2 полевых транзисторов не подавать напряжения с мгновенными значениями, равными половине мгновенных значений напряжений исток — сток, то в результате изменения сопротивления канала, вызываемых напряжениями исток — сток, среднее значение токов истоков при нулевом входном напряжении U будет пропорционально квадрату амплитудного значения напряжения исток — сток, пропорционального U„, Проводимости каналов первого с и второго 2 полевых транзисторов, выполненных на одной подложке и имеющих близкие параметры, с достаточно малой погрешностью определяются выИПАИ работает следующим образом. ражениями

1474559

02, < 2 K»ОИ П2 где G,,,G, — начальные проводимости 5 каналов, определяемые напряжением смещения, поступающим от источника 7 напряжения смещения через аналоговые сумматоры 4 и 6;, — коэффициенты зависимостей проводимость канала — напряжение затвора полевых транзисторов

1 и 2»

К4, К, — коэффициенты передачи аналоговых сумматоров

4иб, Знак — во втором уравнении связан с отрицательным значением — К, „, /

Токи истоков полевых транзисторов определяются выходными напряжениями первого масштабного преобразователя

3 с парафазным выходом и проводимостями их каналов, которые в сотни раз вьппе входного сопротивления преобра зователя 8 ток — напряжение. Поэтому для этих токов справедливы выражения

ПРи Кз»» Kç3è Со1 Gî в К»,î„=K „„э З5

К 4 = К 6 сумма TQKQB о >»44+ >»»q @KçK4,» К»о UvU2 °

Из этого уравнения следует, что составляющие токов истоков, пропор- 4Q циональные только первому входному напряжению, полностью компенсируют друг друга. Реальные полевые транзисторы 1 и 2 при одинаковых значениях напряжения смещения имеют зна- 45 чения С и Ы, отличающиеся друг от друга на несколько процентов, и компенсация будет не полной. Однако связанная с этим пульсация тока i не повлияет на работу ИПАМ в связи с использованием усредняющего масштабного преобразователя 9. При синусоидальных входных напряжениях ИПАМ

U;ì з п"" t; Цтм. »» его выходное напряжение в результате преобразования тока i преобразователями 8, 12, 9 определяется формулой т

U»»»(„ K K Kgi 4dt о т

3 4» 1 9»4»2 » » о

КрК К44 К» »м Пкмс

Поскольку U,„ пропорционально амплитудному значению напряжения

U „ нагрузки источника сигнала, а

U Ä вЂ” амплитудному значению тока Е „„ нагрузки, выходное напряжение ИПАМ будет пропорционально измеряемой мощности

Пмм Ем сов» °

Формула изобретения

Измерительный преобразователь активной мощности, содержащий первый и второй полевые транзисторы, первый масштабный преобразователь с парафазным выходом, вход которого является первым входом измерительного преобразователя активной мощности, первый аналоговый сумматор, выход которого подключен к затвору первого полевого транзистора, первый делитель напряжения, выход которого соединен с первым входом первого аналогового сумматора, а вход — с неинвертирующим выходом первого масштабного преобразователя и стоком первого полевого транзистора, второй аналоговый сумматор, выход которого подключен к затвору второго полевого транзистора, источник напряжения смещения, выход которого соединен с вторым входом первого и первым входом второго аналоговых сумматоров, преобразователь ток — напряжение, вход которого подключен к истоку первого полевого транзистора, и усредняющий масштабный преобразователь, выход которого является выходом измерительного преобразователя активной мощности, о т л и ч а,:ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона при малой потребляемой от источников питания мощности, в него введены второй делитель напряжения, корректирующий масштабный преобразователь и второй масштабньп» преобраэо1474559

Составитель С.Сафохин

Техред Л. Сердюкова

Корректор С.Черни

Редактор Н.Тупица

Заказ 1888/42 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производств нно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðîä, ул. Гагарина, 101 ватель с парафазным выходом, вход которого является вторым входом измерительного преобразователя активной мощности, неинвертирующий выход соединен с третьим входом первого, а инвертирующий выход — с вторым входом второго аналоговых сумматоров, выход второго делителя напряжения подключен к третьему входу второго аналогового сумматора, а вход — к инвертирующему выходу первого масштабного преобразователя и стоку второго поле" вого транзистора, вход корректирую5 щего масштабного преобразователя соединен с выходом преобразователя ток— напряжение, а выход — с входом усредняющего масштабного преобразователя, исток второго полевого транзистора подключен к входу преобразователя ток — напряжение.