Конструктивно-схемотехнические особенности синтеза измерительных преобразователей напряжения

В радиоэлектронной аппаратуре часто необходимо оценивать уровень электрических сигналов различной формы, наиболее адекватной характеристикой которых является среднеквадратическое значение напряжения V_RMS . Для определения V_RMS  предпочтительно применение преобразователей переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения (ПСКЗ) на основе термоэлектрических преобразователей. Известны электрические схемы ПСКЗ с термоэлектрическими преобразователями и сформулированы рекомендации по выбору компонентов для минимизации погрешности преобразования. Однако малая величина погрешности преобразования не является единственным требованием, предъявляемым к ПСКЗ в радиоэлектронной аппаратуре. Обычно необходим поиск компромиссного сочетания набора параметров. Целью работы являлась выработка рекомендаций по схемотехническому и конструктивному синтезу ПСКЗ с разным сочетанием технико-экономических параметров. В статье приведены результаты оценки основных параметров компонентов ПСКЗ, определяющих погрешность, устойчивость к механическим и радиационным воздействиям, стоимость при малосерийном производстве. Сравнение компонентов проведено на основе экспериментальных данных и представлено в виде таблиц и графиков результатов измерений, использование которых позволяет провести синтез измерительных преобразователей напряжения с различным сочетанием технико-экономических показателей. Сформулированы конкретные рекомендации по проектированию трёх типов измерительных преобразователей: дешёвого со средним уровнем параметров, прецизионного, радиационно-стойкого.

1. Дворников О.В. Измерительный преобразователь напряжения произвольной формы для широкополосного вольтметра переменного тока / О.В. Дворников [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2024. – Т. 15. – № 3. – С. 174–185. DOI: 10.21122/2220-9506-2024-15-3-174-185

2. Галкин Я.Д. Прецизионный преобразователь переменного напряжения в постоянноепо уровню среднеквадратического значения / Я.Д. Галкин, О.В. Дворников, В.А. Чеховский // Доклады БГУИР. – 2024. – Т. 22. – № 1. – С. 30–38. DOI: 10.35596/1729-7648-2024-22-1-30-38

3. Benson R. Characterization and Analyses of RadHard-by-Design CMOS Quad Operational Amplifiers / R. Benson, P. Resch, R. Milanowski // 2013 IEEE Radiation Effects Data Workshop (REDW), San Francisco, CA, USA. – 2013. – Pp. 1–7. DOI: 10.1109/REDW.2013.6658185

4. Agarwal V. A comparative study of gamma radiation effects on ultra-low input bias current linear circuits under biased conditions / V. Agarwal, V.P. Sundarsingh, V. Ramachandran // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 2005. – Vol. 52. – No. 2. – Pp. 510–518. DOI: 10.1109/TNS.2005.846872

5. Myers B. ELDRS Characterization up to 100 krad of Texas Instruments' Dual Amplifier LM158 / B. Myers, K. Kruckmeyer, T. Trinh // 2017 IEEE Radiation Effects Data Workshop (REDW), New Orleans, LA. – 2017. – Pp. 1–5. DOI: 10.1109/NSREC.2017.8115458

6. Прокопенко Н.Н. Проектирование низкотемпературных и радиационно-стойких аналоговых микросхем для обработки сигналов датчиков: монография / Н.Н. Прокопенко, О.В. Дворников, А.В. Бугакова. – М.: СОЛОН-Пресс, 2021. – 200 с.

7. Flament O. Enhanced total dose damage in junction field effect transistors and related linear integrated circuits / O. Flament, J.L. Autran, P. Roche, J.L. Leray, O. Musseau, R. Truche // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 1996. – Vol. 43, No. 6. – Pp. 3060–3067. DOI: 10.1109/23.556905

8. Pease R.L. Total dose induced increase in input offset voltage in JFET input operational amplifiers / R.L. Pease, J. Krieg, M. Gehlhausen, D. Platteter, J. Black // 1999 Fifth European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems. RADECS 99 (Cat. No.99TH8471), Fontevraud, France. – 1999. – Pp. 569– 572. DOI: 10.1109/RADECS.1999.85864

9. Harris R.D. Degradation of RH1056 parameters at low total dose / R.D. Harris, B.G. Rax, S.S. McClure, A.H. Johnston // 2007 9th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems, Deauville, France. – 2007. – Pp. 1–5. DOI: 10.1109/RADECS.2007.5205557

10. Дворников О.В. Сравнительный анализ двухи однокаскадных BJT-JFET операционных усилителей / О.В. Дворников [и др.] // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2023. – № 4. – С. 230–240. DOI: 10.18522/2311-3103-2023-4-230-240