192900. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés fázisérzékeny egyeniranyítók alapérték hibájának csökkentésére
3 192900 4 A találmány tárgya eljárás és elrendezés fázisérzékeny egyenirányítók alapórték hibájának csökkentésére. Mint ismeretes, a fázisérzékeny egyenirányítókat elterjedten használják kisszintü, zajjal fedett jelek mérésére, méróhidak nullindikátoraként, szervorendszerekben, szabályozó áramkörökben. A fázisérzékeny egyenirányítás előnye, hogy raérőhidaknál fázishelyesen adja meg a kiegyenlítéstől való eltérést, zajt, zavarkomponenst is tartalmazó jeleknél ia valódi nullszintet ad (ellentétben a szokásos voltmérőkkel). A váltakozó feszültség-egyenfeszültség átalakítók - és így a fázisérzékeny egyenirányítók - hibái két csoportba sorolhatók: 1) linéarités hiba, azaz a váltakozó feszűltség-egyenfeszültség átalakítás amplitúdó és frekvencia függő; 2) alapérték (offset) hiba, azaz a nulla bemenő váltakozó jelhez tartozó, kimeneten mérhető egyenfeszültség általában nem nulla értékű és ez a feszültség függ a hőmérséklettől, az időtől. A lineáris hiba nagypontosságú ób gyors működésű elektronikus kapcsolók, precíziós erősítők használatával mérsékelhető. Egy további lehetőséget ismertet a 172.833 lajstromszámú HU szabadalom leírása, amelynél a linéarités hibát az elektronikus kapcsolókra is kiterjesztett negatív visszacsatolás csökkenti. Ez utóbbi módszer az offset hiba hőmérsékletfüggését is mérsékli, de azt kiküszöbölni nem tudja. Egyenfeszültség mérő áramköröknél az offset hiba kiküszöbölésére szokásos eljárás - ún. önnullázó áramkör -, amelynél a fe- BzültségméréBt két ciklusra bontják. Az első a mérőciklus ideje alatt történik a mérendő jel értékének tényleges mérésére és valamilyen tárolóba - pl. kondenzátorba - történő „beírása”. A másik az önnullázó ciklus ideje alatt pedig a feszültségmérő bemenetét földre zárják és a kimeneten az így mérhető jel a mérőfokozat alapérték hibája, amelyet kivonnak a „tárolóban” lévő mérendő és alapérték hiba összegének értékéből. A mérő és önnullázó ciklus idő általában eltérő, a mérő idő legalább 4x, lOx hosszabb, mint a nullázási idő. Minthogy a mérendő jel egyenfeszültség, azaz időben állandónak vehető, az önnullázási ciklus alatt feszültségváltozással nem kell számolni. Váltakozó feszültségeknél is elképzelhető ilyen eljárás (pl. B. BroerBen... Rei(. Sei. Instrura. 50/7, 897-899 (1979.) cikk ismertet ilyen megoldást), de természetesen az erősítő lekapcsoláBa bizonyos ideig a jelforrásról, különösen nem tiszta periódikus, illetve zavaró zaj komponenseket is tartalmazó jeleknél meghamisítja az effektiv értékképző kimenőjelét és túlságosan bonyolulttá teszi az elrendezést, főleg magasabb frekvenciáknál. A találmánnyal célunk a fázisérzékeny v iltakozó feszültség-egyenfeszültség átalakítók kimeneti alapérték hibájának kiküszöbölése. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően egy olyan eljárás éa elrendezés kialakítása, mely a fenti célkitűzésnek maradéktalanul elegei lesz. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha a hiba értékét az egyenirányllott jelből levonjuk. A találmány szerinti eljárás olyan ismeri eljárás továbbfejlesztése, melynek során a periódikus jelet fázisérzékenyon egyenirányitjuk, majd az egyenirányitáB során kapott jeleket összegezzük. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy az egyenirányítóit jeleknél félperiódikuBonként az egyenirányítási szünetben nullszint értéket mérünk, amelyet az egyenirányltott jelből levonunk és ezután - értelemszerűen - összegezünk. A találmány szerinti elrendezés egy olyan ismert elrendezés továbbfejlesztése, melynek kapcsolókkal ellátott erősítői vannak. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy az elrendezésnek visszacsatolt erősítője, elektronikus kapcsoló egysége, erősítő egysége, nullBzintmérő egysége, hibajelképző egysége, és összegező erősítője van. Az elektronikus kapcsoló egység bemenetei erősítő vezetéken át visszacsatolt erősítő kimenetére, első kapcsoló vezetéken és második kapcsoló vezetéken keresztül a nullszintmérő egység bementeire, kimenetei pedig első fézisérzékeny egyenirányító kimenő vezetéken és második fázisérzékeny egyenirányító kimenő vezetéken keresztül a hibajelképző egység kimenetelre, valamint az erősítő egység bemenetelre vannak csatlakoztatva. A nullszintmérő egység további bemenetei első és második jelvezetéken keresztül az erősítő egység kimeteire, valamint az összegező erősítő bemenetelre, kimenetel pedig az első hibaszint vezetéken és második hibaszint vezetéken keresztül a hibajelképző egység bemenetéire vannak kötve. Az elrendezés bemenetét a visszacsatolt erősítő bemenő vezetékre csatlakozó bemenete, kimenetét pedig az öszszegező erősítő kimenő vezetékre kötött kimenete képezi. A találmány értelmében célszerű, ha n visszacsatolt erősítőnek első erősítője, első ellenállása, első visszacsatoló ellenállása és első kimenő ellenállása van. Az első erősítő kimenete az első kimenő ellenállásra, valamint az első viSBzacBatoló ellenálláson keresztül az első ellenállásra, valamint saját bemenetére, további bemenete pedig földpotenciálra van kötve. A visszacsatolt erősítő bemenetét a bemenő vezetékre csatlakozó első ellenállás, kimenetét pedig az erÓBÍtö vezetékre csatlakozó első kimenő ellenállás képezi. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
