MD638Z

MD638Z - Convertor de impedanţă

Info

Publication number: MD638Z
Application number: MDS20120127A
Authority: MD
Inventors: Виталие НАСТАС; Павел НИКОЛАЕВ
Original assignee: Технический университет Молдовы
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-12-31
Also published as: MD638Y

Abstract

Invenţia se referă la domeniile tehnicii de măsurare şi radioelectronicii şi poate fi utilizată pentru reproducerea impedanţelor virtuale cu caracter flotant reprezentate în coordonate polare.Convertorul de impedanţă conţine un amplificator operaţional (1) cu două intrări şi o ieşire, un amplificator diferenţial (5) cu factor de amplificare unitar, conectat cu intrările respectiv la ieşirea şi la intrarea neinversoare ale amplificatorului operaţional (1), un defazor (6) comandat în cod, executat cu posibilitatea reglării fazei în banda de valori 0°…360° şi cu factor de amplificare unitar, conectat cuintrarea şi cu ieşirea respectiv la ieşirea amplificatorului diferenţial (5) şi la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional (1), un rezistor variabil (3) comandat în cod, conectat cu contactele respectiv la intrarea inversoare şi la ieşirea amplificatorului operaţional (1), un rezistor fix (4), conectat cu un contact la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional (1), două cleme de semnal (2 şi 7), una din ele (2) fiind conectată la intrarea inversoare a amplificatorului operaţional (1), precum şi trei cleme (8, 9 şi 10) ale surselor de alimentare, polii comuni ai cărora sunt separaţi electric de masa convertorului, la două cleme (9 şi 10) fiind conectate respectiv contactele de alimentare pozitivă şi negativă ale amplificatoarelor operaţional (1) şi diferenţial (5) şi defazorului (6), iar la cea de-a treia clemă (8) fiind conectate cea de-a doua clemă de semnal (7), cel de-al doilea contact al rezistorului fix (4) şi punctele comune ale amplificatoarelor operaţional (1) şi diferenţial (5) şi defazorului (6).

Description

Invenţia se referă la domeniile tehnicii de măsurare şi radioelectronicii şi poate fi utilizată pentru reproducerea impedanţelor virtuale cu caracter flotant reprezentate în coordonate polare.

Este cunoscut un convertor de impedanţă, care conţine două amplificatoare operaţionale, un amplificator diferenţial cu patru intrări, un amplificator programabil, un defazor programabil, un amplificator inversor, precum şi alte elemente. Convertorul asigură reproducerea impedanţelor cu caracter flotant reprezentate în coordonate polare [1].

Dezavantajul acestui convertor constă în structura complicată.

Cea mai apropiată soluţie este un convertor de impedanţă, care conţine un amplificator operaţional cu un rezistor variabil, conectat în reacţia negativă, un amplificator diferenţial şi un defazor - toate conectate în cascadă, ieşirea defazorului fiind conectată la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional, precum şi două cleme, conectate respectiv la intrarea inversoare a amplificatorului operaţional şi la masă. Convertorul asigură reproducerea impedanţelor reprezentate în coordonate polare cu reglare independentă a modulului şi fazei impedanţei reproduse [2].

Dezavantajul acestui convertor constă în legătura electrică a unui pol al impedanţei reproduse cu masa dispozitivului, ceea ce împiedică utilizarea convertorului pentru reproducerea impedanţelor cu caracter flotant.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în lărgirea domeniului de utilizare a convertorului.

Convertorul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine un amplificator operaţional cu două intrări şi o ieşire; un amplificator diferenţial cu factor de amplificare unitar, conectat cu intrările respectiv la ieşirea şi la intrarea neinversoare ale amplificatorului operaţional; un defazor comandat în cod, executat cu posibilitatea reglării fazei în banda de valori 0°…360° şi cu factor de amplificare unitar, conectat cu intrarea şi cu ieşirea respectiv la ieşirea amplificatorului diferenţial şi la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional; un rezistor variabil comandat în cod, conectat cu contactele respectiv la intrarea inversoare şi la ieşirea amplificatorului operaţional, un rezistor fix, conectat cu un contact la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional; două cleme de semnal, una din ele fiind conectată la intrarea inversoare a amplificatorului operaţional, precum şi trei cleme ale surselor de alimentare, polii comuni ai cărora sunt separaţi electric de masa convertorului, la două cleme fiind conectate respectiv contactele de alimentare pozitivă şi negativă ale amplificatoarelor operaţional şi diferenţial şi defazorului, iar la cea de-a treia clemă fiind conectate cea de-a doua clemă de semnal, cel de-al doilea contact al rezistorului fix şi punctele comune ale amplificatoarelor operaţional şi diferenţial şi defazorului.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în posibilitatea reproducerii impedanţelor flotante exprimate în coordonate polare, cu reglare independentă a modulului şi a fazei impedanţei.

Invenţia se explică prin desenul din figură, în care este reprezentată schema convertorului.

Convertorul de impedanţă conţine amplificatorul operaţional 1, conectat cu intrarea inversoare la clema de semnal 2 şi la un pol al rezistorului variabil 3 comandat în cod, iar cu intrarea neinversoare - la un pol al rezistorului fix 4, amplificatorul diferenţial 5, conectat cu intrările respectiv la ieşirea şi la intrarea neinversoare ale amplificatorului operaţional 1, precum şi defazorul 6 comandat în cod, conectat cu intrarea la ieşirea amplificatorului diferenţial 5, iar cu ieşirea - la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional 1. Al doilea contact al rezistorului 4 este conectat împreună cu a doua clemă de semnal 7 la punctele comune ale amplificatoarelor 1 şi 5, defazorului 6 şi la cea de-a treia clemă 8 a sursei de alimentare, pentru conectarea la punctul comun al surselor de alimentare. Contactele de alimentare pozitivă şi negativă ale amplificatoarelor 1 şi 5 şi defazorului 6 sunt conectate respectiv la clemele de alimentare pozitivă 9 şi negativă 10. Rezistorul variabil 3 este dotat cu o intrare de comandă în cod NR, prin care se asigură reglarea rezistenţei lui, iar defazorul 6 - cu o intrare de comandă în cod Nφ, prin care se asigură reglarea defazajului φ. Sursele de alimentare Ua1 şi Ua2, separate electric de masa dispozitivului, se conectează din exterior la clemele 8, 9 şi 10.

Convertorul funcţionează în modul următor

Amplificatorul operaţional 1 şi rezistorul 3 cu rezistenţa R formează un convertor de curent în tensiune. Tensiunea U1 la ieşirea lui constituie:

U1 = - Ii · R + Ui, (1)

unde: Ii - curentul de intrare;

Ui - căderea de tensiune pe rezistorul 4.

Tensiunea U2 la ieşirea amplificatorului diferenţial 5, cu evidenţa (1) constituie:

U2 = Kd · (Ui - U1) = Ii · R, (2)

unde: Kd = 1 - coeficientul de amplificare al amplificatorului diferenţial 5.

Tensiunea Ui la ieşirea defazorului 6:

Ui = Kφ · U2 = R · M ejφ · Ii = R ejφ · Ii, (3)

unde: Kφ = M ejφ =1 · ejφ - factorul de transfer al defazorului 6.

Impedanţa Zi reprodusă de convertor la clemele 2 şi 7 se determină:

Zi = Ui/Ii = R ejφ ≡ Zi ejφi, (4)

unde: Zi - modulul impedanţei reproduse;

φi - faza ei.

După cum rezultă din (4), modulul Zi al impedanţei Zi reproduse de convertor este egal cu valoarea rezistenţei R a rezistorului variabil 3, care poate fi reglată prin intermediul codului de comandă NR, iar faza φi a impedanţei Zi este egală cu unghiul de fază φ impus de defazorul 6 şi poate fi reglată cu codul de comandă Nφ. Impedanţa reprodusă la clemele de semnal 2, 7 posedă caracter flotant, deoarece ambele cleme sunt separate electric de masa dispozitivului.

De exemplu, la utilizarea unui rezistor variabil cu banda de reglare a rezistenţei R = (0…106) Ω şi a unui defazor cu banda de reglare a defazajului φ = (0°…360°), conform (4), banda de reglare a modulului impedanţei reproduse de convertor constituie Zi = (0…106) Ω, iar a fazei φi = (0°…360°).

1. MD 3689 G2 2008.08.31

2. MD 420 Z 2012.04.30

Claims

Convertor de impedanţă, care conţine un amplificator operaţional cu două intrări şi o ieşire; un amplificator diferenţial cu factor de amplificare unitar, conectat cu intrările respectiv la ieşirea şi la intrarea neinversoare ale amplificatorului operaţional; un defazor comandat în cod, executat cu posibilitatea reglării fazei în banda de valori 0°…360° şi cu factor de amplificare unitar, conectat cu intrarea şi cu ieşirea respectiv la ieşirea amplificatorului diferenţial şi la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional; un rezistor variabil comandat în cod, conectat cu contactele respectiv la intrarea inversoare şi la ieşirea amplificatorului operaţional, un rezistor fix, conectat cu un contact la intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional; două cleme de semnal, una din ele fiind conectată la intrarea inversoare a amplificatorului operaţional, precum şi trei cleme ale surselor de alimentare, polii comuni ai cărora sunt separaţi electric de masa convertorului, la două cleme fiind conectate respectiv contactele de alimentare pozitivă şi negativă ale amplificatoarelor operaţional şi diferenţial şi defazorului, iar la cea de-a treia clemă fiind conectate cea de-a doua clemă de semnal, cel de-al doilea contact al rezistorului fix şi contactele comune ale amplificatoarelor operaţional şi diferenţial şi defazorului.