Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться приразработке генераторов, детекторов,вольтметров и т,п.Цель изобретения - повышение точности преобразования высокочастотныхнапряжений и расширение динамическогодиапазона преобразования в сторонубольших напряжений, 10На чертеже приведена электрическаяпринципиальная схема преобразователяпеременного напряжения в постоянное.Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит усилитель 151 переменного напряжения, первыйинтегрирующий усилитель 2, выполненный на резисторе 3, конденсаторе 4 иоперационном усилителе 5, второйинтегрирующий усилитель 6, выполненный на резисторе 7, конденсаторе 8и операционном усилителе 9, первый 10и второй 11 резисторы, первый 12,второй 13 и третий 14 конденсаторы,первый 15 и второй 16 дополнительные 25резисторы, первый 17 и второй 18 дополнительные конденсаторы, первый 19и второй 20 диоды.Преобразователь работает следующимобразом,30Преобразуемое напряжение подаютна вход преобразователя переменногонапряжения в постоянное, на резисторы10 и 11, Величины емкостей конденсаторов 12, 13, 17, 18 и 14 подбираюттакие, чтобы частоты среза эквивалентных фильтров с резисторами 10 и 11были меньше нижней частоты преобразуемого напряжения, В таком случаепеременные напряжения в общих точках 40конденсаторов 12 и 17 и резисторов10 и 16, а также в общих точкахконденсаторов 13 и 18 и резисторов11 и 15 близки к нулю за счет воздействия отрицательной обратной45связи усилителя 1.При положительном полупериоде преобразуемых напряжений создаютсяпримерно равные токи, текущие навыход усилителя 1 через цепь: резис 50тор 11, конденсатор 18, диод 20 ичерез цепь: резистор 10, конденсаторы 12, 13 и 18, диод 20, При этомток, текущий через конденсаторы 12,13 и 18, создает в них падение по 55стоянного напряжения,При отрицательном полупериоде преобразуемого напряжения создаются примерно равные токи, текущие на выход усилителя 1 через цепь: резис-тор 10, конденсатор 17, диод 19 ичерез цепь: резистор 11, конденсато-ры 13, 12 и 17, диод 19, При этомток, текущий через конденсаторы 13и 12 имеет то же направление, чтопри положительных полупериодах входного напряжения, Заодно заряжаетсяконденсатор 17,В результате заряжения конденсатора 18 на выходе диода 20 напряжение отрицательно, указанное отрицательное напряжение интегрируется в интегрирующемусилителе 6, На выходе операционного усилителя 9 создается положительное постоянное напряжение, передаваемое через резистор 16 в точку соединения резистора 10 и конденсаторов12 и 17.В результате заряжения конденсатора 17 на выходе диода 19 положительно, указанное положительное напряжение интегрируется в интегрирующемусилителе 2На выходе операционного усилителя 5 создается отрицательное постоянное напряжение, передаваемое через резистор 15 в точкусоединения резистора 11 и конденсаторов 13 и 18В установившемся режиме на входах интегрирующих усилителей 2 и 6 имеются нулевые напряжения,т,е. на выходах диодов 19 и 20 напряжения равны нулю, На выходах операционных усилителей 5 и 9 имеютсятакже напряжения чтобы ток, созданный между ними через резисторы 16,10, 11, 15, уравновешивал среднее значение импульсов тока, заряжающихконденсаторы 12 и 13. При равенстве сопротивлений резисторов 1 О и 11 на входе преобразователя переменного напряжения в постоянное разделительный конденсатор можно не использовать. То есть в установившемся режиме постоянный ток разряда конденсаторов 12 и 1 Э через резисторы 10 и 11 оказывается равным двухполупериодно-выпрямленному току заряда конденсаторов 12 и 13. Выходами преобразователя переменного напряжения в постоянное при таком включении являются точка соединения резисторов 10 и 16 и конденсаторов 12 и 17, а также точка соединения резисторов 11 и 15 и конденсаторов 1 Э и 18.(2) 55Целесообразно использовать полный размах выходного преобразованного напряжения, т.е, разность напряжений с укаэанных ныше точек.Среднее значение импульсов тока, заряжающих конденсаторы 12 и 13 при положительном полупериоде входногонапряжения, 1, определяется следуюЯ,щим образом:Т+Цв св е(1)а,э 2 косреднее значение импульсов тока, заряжающих конденсаторы 12 и 13 приотрицательном полупериоде входногонапряжения, 1,определяется следующим образом:- 1 Бв.св - е1дъ 2 К,где Ц - средненыпрямленное эначеВ 1 свние преобразуемого напряжения;е - напряжение на входах усилителя 1;К, ,8 и - сопротивление резисторов10 и 11 соответственно,Ток уравновешивающий укаэанныеимпульсы тока эаряжения конденсаторов12 и 13, создает на резисторах 10и 11 падение напряжения, котороеявляется выходным напряжением Цпри его дифференциальном снятии:При соответствующих упрощенияхи учитывая, чтоеЦа(4)кможно окончательно написать коэффициент преобразованияЮв, Г Ьг1 Б 3- Е,= 2+ 2(- - ) -. (5)11 р,св 2 к, зКак видииз уравнения (5), коэффициент преобразования имеет мультипликативную и аддитивную погрешности.Мультипликативная погрешность пропорциональна квадрату погрешностирезисторов 1 О и 11, Указанное значение исключительно мало и при реальных погрешностях резисторов, например, 0,1 Х составляет две миллионных.Аддитивная погрешность равна отношению падения напряжения на диодах к входному напряжению, уменьшенному11 К раз,формула изобретения 5Преобразователь переменного напряжения в постоянное сопержащий первый и второй резисторы, перные выводы которых объединены и являются нходом преобразователя переменного напрякения в постоянное, а вторые выводы подключены к первым выводам первого и второго конденсаторов соответственно, причем второй вывод первогоконде нс атора подключен к инв ертирующему входу усилителя переменногонапряжения, неинвертирующий входкоторого соединен с общей шиной,выход усилителя переменного напряже ния, через третий конденсатор подк.ьочен к точке соединения анода икатода первого и второго диодов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобра эования высокочастотных напряжений ирасширения динамического диапазонапреобразования в сторону больших напряжений, введены перный и второйинтегрирующие усилители, первый и 30 второй дополнительные резисторы ипервый и второй дополнительныеконденсаторы, причем нход первогсинтегрирующего усилителя подключенк катоду первого диода, а выход - через первый дополнительный резистор кточке соединения второго резистора свторым конденсатором, второй выводкоторого подключен к иннертирующемувходу усилителя переменного напряже О ния, вход второго интегрирующего усилителя подключен к аноду второго диода, а выход - через второй дополнительный резистор к точке соединенияпервого резистора с первым конденсатором, при этом первый дополнительныйконденсатор включен между точкой сое;динения первого резистора с первым конденсатором и катодом первого диода, а второй дополнительный конденсатор5 О включен между точкой соединения второго резистора с вторым конденсатором и анодом второго диода,