Квадратор
I»I 453702
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельст еа —— (22) Заявлено 08.06.73 (21) 1941003!26-9 (51 ) XY, 1хл. G 06@ /!16 с ирисоедиие пнем заявки ¹-fIIcóäàðñTâåííûé комитет
Совета Министров СССР по делаи нэабретений к открытии (23) Приоритет—
Оиуб,!иковаио 15.12.74. Бюллетень ¹ 46 (531 У I, K 681.335 (088.8) Дата опубликования описания 10.09.75 (72) Автор! изобрете !!пя
В. У. Кизилов и P. Кэргер (7I) Заявитель
Харьковский ордена Ленина политехнический икститут им. В. И. Ленина (54} КВАДРАТОР
11зобретение относится к области измерительной техники, в частности к функциональным измерительным преобразователям, и»ожет быть и!ст!ользоваио в качестве элемента н!но>к!!телье!ых устройств, !в измерительных преооразователях эффективного значения напряжения или тока, в аналоговых вычислительных устройствах.
Известен квадратор время-импульсного типа, содержащий источник входного сип!ала с прямым и инверсны» выходом, магнитнотранзисто!р|иый! мультивибратор, выходная оомотка трансформатора которого подключена через выпряв!итель и один из масштабных резисторов,к одним входам операционного усилителя, а к его другим входам подключен источник постоя!и!Ого напряже!и!я.
Известный квадратор позволяет:!олучить точность квадрирэван!!я 0,2%, но при этом требуется сложная наладка для устранения несимметрии и погрешностей, вносимых элементами схемы.
Особен!но велика (1 — 1,5% на 10 С) те»нературная погрешность, определяемая температурными изменениями напряжения базаэмиттер транзисторов, обратного тока коллcêтора транзисторов и прямого падения напряжения на диодных выпрямителях, компенсация которой — трудоемкий и продолжителы!ы!! процесс. 30
С целью повышения точности преобразования квадратора в цепь питания магнитно-транзисторного мультивибратора введен дополниТр.1hlIIlll транзистоp, QIIp3вляющий IIxop 1 1-1а чертеже дана схема предлагаемого квадратора. Предлаг!!ех!ь !!,квадратор время-импульсного типа содержит магнитно-транзисгорный мультоевибратор 1; магнитной обратной связью, выт!олненный на транзисторах 2 и 8, транзистор 4, выполняющий роль управляемого сопротивления, включенного в цепь питания мультивибратора, транзисторы 5 и б реверсивного модулятора 7 напряжения сигнал;!, операционныи усилитель 8, вып!рямитель 9, резисторы 10 и 11 в цени обратной связи мультивибратора 1, ограничивающий резистор 12 иа выходе операционного усилителя 8, резистор 18 в цени управления транзи!-торов 5 и б, ограничительный резистор 14, масштабные резисторы 15 — 17, обмотки 18 и 453702 R,Å 1 „ 5 "ле Е = — — 9 —— (7) Д Q // — —. =Е -, К Х <(! Так 1как изменение индукции ЛН при перемагничивании в обоих направлениях одинаково, то время переманничива(ния в двух на15 пра/влеииях определяются как Ь Š— К,Х ЬВ Е +К, Х 20 (1 0) 2 5 гле (/вы/ (О) =- Е. Я1; /:, Л .Y. !- Х з 3() /11 (2) ! <,-, R,—, /<„; R,-, R -, R!k. я;, . / == R ° Е Ta K к(!к Из уравнения (11) видно, что изменение среднего значе1ния на:выходе устройства про 5 порци/оналыно квадрату на1п1ряжения сигнала Х, кроме того, имеется постоянная составляющая U"* (0), которая может быть скомиенснрована при дальнейших преобразованиях, с точностью, определяемой допущениями, U.»* (0) н а определяются стабильностью резисторов 14 — 17 и стабильностью нат(ряжения Е, и 1е зависят от параметров мульти1вибратора 1, о:1ерационного усилителя 8, наг/рузки и внешних условий. /1 // Ог источника сигнала треоуются напряжения (+Х) и (— Х), однако это не является существенной особенностью устройства, так как при наличии только напряжения (+Х), на50 пряжение (— Х) может быть получено, напоимер, инвертированием посредством дополнительного операционного усилителя. В предлагаемом квадраторе источник сигна 1a подкл1очаетс11 к суммирующей точке усилителя 8 через реверсив1ный модулятор, управляв 1/1ыЙ пап р11:ксн нем обмотк:1 18 мультивибраI (. j) с1. Предлагаемый квадратор соответствует требования<я к измерительным преобразователям 00 класса 0,1 и практически не требует настройки. (3) R,-= — 2К, <(!! П:.",;5 —, — 2(, "" и (5) 19 трансформатора и ферромагпитны11 сердечник 20 мультпвибратора 1. Напряжение питания подк/ночено;ерез управляемое сопротивление,,:в качестве которого использован транзистор 4, он может быть заменен полевым триодом или,другим безьи1ерцнонньгм управляемым сопротивлением. Т1ранзистор 4 через ограничивающий резистор 12 управляется операционным усилителем. На вход последнего подключено постоянное:напряжение Е через сопротивление 15. Напряжение источника оипнала Х 1под1кл1оче»о 1< входу усилителя 8 через реверси1вный модулятор 7, выполненный на ключе из транзисторов б н б, управляемых напряжением обмотки 18 мультнвпбратора 1, и резисторах 1б и 17. Для нравпльной работы квадратора необходимо, чтобы при насыщенных трапзисто/рах 5 и б ток, протекающий через резистор 1б,,в два раза провып1ал ток, протекающий через резистор 17; выполняя это соотношение при леремапппч11ванпи сердечника 20 в одном:направлении в суммирующую точку усилителя 8 втекает 1ч»<, пр<1/порциот1альный l Ilpil перематннчивании в другом направлении Для пр;1впльпой работы схемы необходимо, побы так i<ак в 11рогнв11ом случае измен(етс11 ilaнр а вле нас су м марного тока в сумм ирук1щей точке. То<;io урявпенн1о (2), (1), компенсируется током il,создаваемым, напряжением, пндуктируемым Ila обмотке 19 мультив/нбр»тора 1, под11< Iioscliiiori через выпрямитель 9 и резистор 14 l< суммирующей точке усилителя 8. где Ь вЂ” се(онпе сердсчни/ка 20; dB/dt — — скорость изменения 11пдук11 iii! 11 сердечнн,:;<е 20; 21!; —,падеппс напряжения па двух диодах Irbmpsмптеля 9. Разность токов 1i и 111 управляет через усилитель 8 и транзистор 4, выполпяющ11м функцию управляемого сопротивления, напря>«eIIIrei I, нндуктируемым на обмотке 19. Прп большом коэффициенте усиления усилителя 8 токи 11 и 1 rr практически равны, тогда при пересмагпичиванип сердечника в одном направлс11пи из уравнений (1) и (5) следует, что и !! !(,, ! (! = r-.",,S(R, - R, ) == - — (5) а при,перемагничивании,в другом направлеI1IIli Среднее значе)ние напряжения т1осле выпрямителя 9 определяется ка/к Ф gS —, — + %1 f // (вых(/ ) — Х-,(1 ) Предмет изобретения 1<вадратор время-импульсного типа, содержащий источник входного сигнала с прямым 453702 C h сз >! > 1! с l, ! з! Н ! Сосгиitii с,:. Е. Кова.>>евll Тсхрсл 1. Васильева РсЛг>>п р T. Морозова 1;оррс).1 >р О. Тк>рина ) Я)Г I> Л .) l 113л.. > в !96)з Ти,) «>к 62)-1 L1l lI lIITII I осуларствсииого ио)и>1 гста Совета IIII!1>lc) рои СО.Р по Лсла)1 илов>рстеииЙ и 01 pal! Illl Москва, Ж35. 1 пуп>сиа>1 llаи., л. 1,З) П.> 1II IIC! I! > Оо.l. );>и. Костро>>ского управ Icililи иллг>тсльств, по Ill! ра1>>ии и ill«>>гной торговли инверсным выходом. м а п1итио-транзисторный мультивибратор, выходная обмотка трансформатора которого подключена через выпрям итель и о;.и!и из м асштабн ы х резисторов к одним входам oIIQp31\IloIIIIOD) усилителя, 3 и I o другим входам подключен источник постоянного напряжения, OI,èÿàþII7êéñÿ тем, что, с цель)о повышения точности преобразования, в цепь питания ма! нитио-транзисторного мультивибратора введен дополнительньш транзистор, управляющий вход которого через ограничительный резистор подключен к выходу операционного усилителя, а между источни6 ком входных сигналов и входом операциоинного усилителя введен реверсиьньш модулятор, управляющий вход которого подключен и дополнительной обмотке трансформатора магнитно-транз;1сторного мультивибратора.
