Например, для синусоиды среднеквадратичное значение равно средней абсолютной величине, умноженной на коэффициент 1,1- Для биполярного прямоугольного сигнала коэффициент равен I. Прн известной форме сигнала можно обеспечить коэффициент преобразование усилением сигнала вфпосредственно всхеме выделения сред-неквадратического значения [37].

Чтобы выделить среднеквадратичесние значеь[ия сигналов произвольной формы и полностью реализовать приведенную математическую операцию, можно воспользоваться схемами на рис. 3,32, 3.33,

Схема на перемножителях показана на рис. 3.32, а. Входной сигнал возводится в квадрат перемножителем, а затем усредняется полосовым фильтром верхних частот на 0У1. Величины элементов фильтра определяются из требуе&юн величины перерегулирования и длительности переходного процесса. Для того чтобы напряжение между входами 0У2 было близко к нулю, его выходное напряжение должно быть такое, чтобы выходные напряжения перемножнтеля П2 и фильтра были равны. Благодаря тому, что перемиожитель стоит в цепн ОС и также возводит сигнал в квадрат, на выходе 0У2 появляется среднеквадратичное значение входного напряжения. Точность преобразования 2% ограничивается ошибками перемножителей и Чсилителя, диапазон входного напряжения лежит в пределах 4г 10 В, а /т- я:; 0,6 МГц.

Схема на транзисторных сборках с точностью лучше 1% показана на рис. 3.32, б [16]. Входная цепь на основе 0У1 осуществляет выделение абсолютной величины сигнала. Квадратичное преобразование напряжения выполняется каскадом, выполненным на усилителе 0У2 и кусочно-линейном аппроксиматоре Т/ - Тб. Пороги срабатывания агшрокснматоров задаются делителем напряжения в цепях баз транзисторов, а проводимости соответствующих ветвей аппроксиматора определяются резисторами в цепях эмиттеров. Пороговые напряжения аппроксимации изменяются в геометрической прогрессии, что позволяет получить достаточно высокую точность в довольно широком диапазоне амплитуд прн небольшом числе вехвей.

Фильтр нижних частот, включающий конденсатор С, интегрирует снгиал с целью выделения полезной нивкочастотной составляющей на фоне случайных высокочастотных помех.

Обратноквадратичный преобразователь, служащий для линеаризации передаточной характеристики схемы, как и квадратичный, состоит нз кусочно-линейного аппроксиматора Т7-ТЮ и усилителя ОУЗ.

Аппроксиматор обратноквадратичного преобразователя содержит меньшее число ветвей, так как aшлитyдный динамический диапазон сигнала после интегрирования уменьшается

Преобразователь обладает едиЕшчным коэффициентом передачи среднеквадратичного значения. Отношение максимально допустимой амплитуды на входе к эффективному значению определя-

3Sh ezH

Рис t12

3.32 Выделители среднеквадратичного значения на базе 525ПС1 (а), на транзисторных сборках (5)

ется параметрами ОУ и не превышает 7, Фильтр нижних частот имеет частоту среза около 10 Гц, определяемую конденсатором С. Диапазон изменения входного напряжения лежит в пределах ±: 1 В, входное и выходное сопротивления приблизительно равны 1 кОм, максимальная частота [[реобразозания яь- 10 кГц.

Схема на термопарах. Поскольку среднеквадратичное значение сигнала характеризует его энергию, измерить это значение нетрудно, получив тепловой эквивалент сигнала. Прн сравнении тепла,

Рис. 3.33. Выделение среднеквадратичного значения посредством преобразования тепла в термопаре (а) и р-п-пере.ходе (б)

отдаваемого источником под воздействием входного сигнала, с теплом от источника с эталонным напряжением результат равен нулю при равенстве энергий. Ключевыми элементами такой схемы являются тепловые датчики и приемники. Обычно это идентичные тепловые резисторы. Ниже будут описаны два типа тепловых приемников: термопары и полупроводниковые переходы.

Поместив термопару внутрь проволочного резистора, получим принимающий и передающий теплоэлементы для схемы выделения среднеквадратичного значения (рнс, 3.33, а). Приведенная схема имеет следящую ОС, которая устанавливает выходное напряжение на уровне, нeoбxoдиюм для равенства напряжений на термопарах. Любые изменения входного напряжения усилителя 0У1 приводят к увеличению рассеиваемой мощности на резисторе R3. Возникаю-