Преобразователь переменного напряжения в постоянное

(5) 5 ЯМ ОБРЕТ Я ОПИС ов 24, льти. истоавна одах ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 809453, кл. Н 02 М 7/06, 1975,(57) Изобретение относится к радиотехнике,Цель изэбретения - повышение точностипреобразования высокочастотных напряжений и расширение динамического диапазона в сторону больших напряжений.Поставленная цель достигается введением неинвертирующих дифференциальных тегрирующих усилителей 2 и 3, допо тельных резисторов 11 и 12 и конденсато 13 и 14. Усилитель 2 содержит операц ный у-ль 15. резисторы 16 и 17, канд-р и 19, усилитель 3 содержит операцион у-ль 20, резисторы 21 и 22, конд-ры 23 и Коэффициент преобразования имеет м типликативную и аддитивную погрешно Мультипликативная погрешность про циональна квадрату погрешности рез ров 4 и 5. Аддитивная погрешность р отношению падения напряжения на ди к входному напряжению, уменьшенно К 1 раз, 1 ил,.5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах, в которых требуется высокочастотное преобразование переменного напряжения в постоянное, пропорциональное средневыпрямленному значению,Цель изобретения - повышение точности преобразования высокочастотных напряжений и расширение динамического диапазона в сторону больших напряжений.Нэ чертеже приведена электрическая принципиальная схема предложенного преобразователя.Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит усилитель 1 переменного тока, первый 2 и второй 3 неинвертирующие дифференциальные интегрирующие усилители, первый 4 и второй 5 резисторы, первый 6, второй 7 и третий 8 конденсаторы, первый 9 и второй 10 диоды, первый 11 и второй 12 дополнительные резисторы, первый 13 и второй 14 дополнительные конденсаторы, причем первый неинвертирующий дифференциальный интегрирующий усилитель 2 содержит операционный усилитель 15, резисторы 16 и 17, конденсаторы 18 и 19, второй неинвертирующий дифференциальный интегрирующий усилитель 3 содержит операционный усилитель 20, резисторы 21 и 22, конденсаторы 23 и 24.Преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом. Преобразуемое напряжение подают на вход преобразователя переменного напряжения в постоянное на резисторы 4 и 5.Величины емкостей конденсаторов 6,8,7,13и 14 подбирают такие, что частота среза эквивалентных фильтров с резисторами 4 и 5 меньше нижней частоты требуемого напряжения. В таком случае переменные напряжения в общих точках конденсаторос 6,13 и резисторов 4 и 11, а также в общих точках конденсаторов 8 и 14 и резисторов 5 и 12 близки к нулю эа счет воздействия отрицательной обратной связи усилителя 1. При положительном полупериоде преобразуемого напряжения создаются примерно равные токи, текущие на выход усилителя 1 через цепь резистор 5 - конденсатор 14 - диод 10 и через цепь резистор 4 - конденсаторы 6,8 и 14 - диод 10. При этом ток, текущий через конденсаторы 6,8 и 14, создает в них падение постоянного напряжения.При отрицательном полупериоде преобразуемого напряжения создаются примерно равные токи, текущие на выходе усилителя 1 через цепь резистор 4 - конденсатор 13 - диод 9 и через цепь резистор 5 -конденсаторы 8,6 и 13 - диод 9. При этомток, текущий через конденсаторы 6 и 8, имеет то же направление, что при положительных полупериодах входного напряжения,Заодно заряжается также конденсатор 13.В результате ээряжения конденсатора14 на выходе диода 10 отрицательное напряжения интегрируется в неинвертирующем дифференциальном интегрирующемусилителе 3.Нэ выходе операционного усилителя 20создается отрицательное напряжение, передаваемое через резистор 12 в точку соединения резистора 5 и конденсаторов 8,14,В результате заряжения конденсатора13 на выходе диода 9 положительно. указанное положительное напряжение интегрируется в неинвертирующемдифференциальном интегрирующем усилителе 2, На выходе операционного усилителя15 создается положительное напряжение,передаваемое через резистор в точку соединения резистора 4 и конденсаторов 6,13.В установившемся режиме на входахнеинвертирующих дифференциальных интегрирующих усилителей 2 и 3 имеются нулевые напряжения, то есть на выходахдиодов 9 и 10 напряжения равны нулю. Навыходах операционных усилителей 15 и 20имеются такие напряжения, что ток, созданный через резисторы 11,4,5 и 12, уравновешивает среднее значение импульсов тока.заряжающих конденсаторы 6 и 8. При равенстве сопротивлений резисторов 4 и 5 навходе преобразователя переменного напряжения в постоянное разделительного конденсатора можно не испольэовать,постоянная составляющая там равна нулю.В установившемся режиме постоянныйток разряда конденсаторов 6 и 8 через резисторы 4 и 5 оказывается равным двухполупериодно выпрямленному току зарядаконденсаторов 6 и 8. Выходами преобразователя при таком включении являются точкасоединения резисторов 4 и 11 и конденсаторов 6 и 13, а также точка соединения резисторов 5 и 12 и конденсаторов 8 и 14, Лучшеиспользовать полный размах выходногопреобразованного напряжения, т.е. разность напряжений с укаэанных точек.Среднее значение импульсов тока, заряжающих конденсаторы 6 и 8 при положительном полупериоде входногонапряжения. определяется16,1 О вхсв - Ьв в 2 ргде Овхсв - средневыпрямленное значениепреобразуемого напряжения;1707735 Как видно из уравнения (7), коэффициент преобразования имеет мультипликатиеную и аддитивную погрешности. Мультипликативная погрешность пропорциональна квадрату погрешности резисторов 4 и 5, Указанное значение исключительно малое и при реальных погрешностях сезисторов, например 0,1, составляет 2 миллионных,Аддитивная погрешность равна отноШению падения напряжения на диодах к входному напряжению, уменьшенному в К 1 раэ. Составитель А. МеньшиковаРедактор И, Шмакова Техред М,Моргентал Корректор М. Кучерявая Заказ 274 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 е 1 - напряжение на входных клеммах усилителя 1;Р 4 - сопротивление резистора 4,Среднее значение импульсов тока, заряжающих конденсаторы 6 и 8 при отрица тельном полупериоде входного напряжения, определяется 1 О вхсв б(2)бв 2 Р 10 где Р - сопротивление резистора 5.Ток, уравновешивающий указанные импульсы тока заряжения конденсаторов 6 и 8, создает на резисторах 5 падение напряжения, которое является выходным напря жением Ов, при его дифференциальном снятии Овца ( б,в + 1 а,вХВ 4 + Я) (3)При соответствующих упрощениях и 20учитывая, что6=вОв,К 1(5)25Й 4 Л г = Р 4 + Л г = В (6)можно окончательно записать коэффициентпреобразования О-. 21+Ьг р 1 Оа30О васс б К 1 О всвГ) Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены и являются входом г реобразователя переменного напряжения в постоянное, второй вывод первого резистора через первый конденсатор подключен к инвертирующему входу усилителя переменного тока, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, а выход усилителя переменного тока через второй конденсатор подключен к точке соединения анода первого и катода второго диодов, а также третий конденсатор, первый вывод которого соединен с вторым выводом второго резистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования высокочастотных напряжений и расширения динамического диапазона преобразования в сторону больших напряжений, введены первый и второй неинвертирующие дифференциальные интегрирующие усилители, первый и второй дополнительные резисторы, первый и второй дополнительные конденсаторы, при этом вход первого неинвертирук щего дифференциального интегрирующего усилителя подключен к катоду первого диода. а его выход через первый допсгчительный резистор подключен к точке соединения первого резистора с первым конденсатором влод второго неинвертируюше с д 1 феречциального интегрируюгцегс усиг 1 тея подключен к аноду второго диода, а выход его через второй дополните. цыи рези тор подключен к точке соед нения в" о "ого резистора с третьим конденсатором прицем второй вывод третьего конденсатора псдклюцен к инвертирующему входу усил.геля переменного тока, первый дополнительный конденсатор включен между точкой соединения первого резистора с гарным конден;,атором и катодом первого диода а второй дополнительный конденсатор включен между точкой соединения второго резистора с третьим конденсатором и анодом второго диода,