Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Сеефз Севетскнк Социалистически а РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ВПЛЬСТВУ(22) Заявлено 030179 (21) 2734227/18-21 (51) М, КЛ,С 01 й 19/22 с присоединением заявки йф(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам нзобретення и откр,мтнй(72) Авторы изобретения М.С.Ройтман, В,М.Сергеев, Ю.К,Рыбин и В.ИПетроченко Томский ордена Октябрьской Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в прецизионныхизмерительных системах, обеспечивающих выделение модуля переменногойапряжения.Известно устройство для выделения модуля переменного напряжения,содержащее операционный усилительс диодами и резисторами в цепи ооратной связи, а также масштабныйпреобразователь, выполненный нарезисторах 1),Недостаток этого устройства заключается в зависимости параметровпреобразования, в частности линейности характеристики, от соотношения резисторов. Кроме того, устройству свойственна невысокая точность, обусловленная температурнойнестабильностью обратных параметроввыпрямительных диодовНаиболее близким техническимрешением к изобретению являетсяпреобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий, вчастности, три резистора, первыйиз которых одним из выводов соединен с шиной нулевого потенциала,два операционных усилителя, инвертирующий вход первого иэ которыхчерез второй резистор подключен квыходной клемме устройства, а черезтретий резистор - к его входнойклемме, связанной с неинвертирующимвходом второго операционного усили"теля, диод, установленный в выходнойцепи второго операционного усилителя 21.О Недостаток устройства заключает"ся во влиянии температурной нестабильности обратных параметров запертого диода на точность преобразования, Кроме того, иэ-эа вхождения15 одного из усилителей устройства внасыщение ограничивается полосапреобразуемых частот, поскольку длявосстановления данного усилителятребуется значительное время.20 Цель изобретения - повышение точности преобразования переменного напряжения в постоянное (выделениемодуля) и расширение полосы преобра"зуемых частот,25 Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь переменногонапряжения в постоянное, содержащийтри резистора, первый из которыходним иэ выводов соединен с шинойЗО нулевого потенциала, два операциои"ных усилителя, инвертируюший входпервого из которых через второй резистор подключен к выходной клеммеустройства, а через третий резисторк его входной клемме, связанной снеинвертируюшим входом нторого операционного усилителя, диод, установленный в выходной цепи второго операционного усилителя, введены пятьдополнительных диодов и дна резистора,причем инвертирующий вход и выходпервого операционного усилителя соединены цепочкой из первого и второгодополнительных диодов, к обшей точкекоторых подключен другой вывод первого резистора, инвертирующий входи выход второго операционного усилителя соединены цепочкой из третьегои четвертого дополнительных диодов,общая точка которых через один иэдополнительных резисторов связана свходной клеммой устройства, пятыйдополнительный диод установлен междуныходом первого операционного усилителя и выходной клеммой устройства,снязанной с диодом н ныходнои цепивторого операционного усилителя ичерсэ другой дополнительный резисторс инвертирующим входом второго операционного усилителя, а неинвертирующий вход пе 1 лого операционного усилителя подключен к шине нулевого потенциала. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного преобразователя переменногонапряжения н постоянное.В состав устройства входят операционные усилители 1, 2, резисторы3-7, и диоды 8-13. Иннертирующийвход операционного усилителя 1 соединен с реэйсторами 3,4 и диодом 8,а неинвертирующий вход - с шинойнулевого потенциала. Инвертирующийвход операционного усилителя 2 подключен к резистору 7 и диоду 12,а неинвертирующий вход - к резистору6 и входной клемме устройства,Преобразователь работает следующим образом,При положительной полярностивходного сигнала выходное напряжение операционного усилителя 1 смещает диод 10 в область эапирания иоткрывает диоды 8, 9, включенныен цепь обратной снязи. Выбранноевключение диодов 8, 9 препятствуетнасыщению операционного усилителя 1.Резистор устанавливается таким, чтобы он не нагружал операционный усилитель 1 и в то же время был достаточным для замыкания на землю обратного тока диода 9 при другой полярности напряжения на кем. В это времявыходное напряжение операционногоусилителя 2 открывает диод 17 изапирает диоды 11, 12, Через диод13 и резистор 7 замыкается 100-наяпоследовательная обратная связь,25 3 О 35 4 О О в результате чего на выходе устрояства образуется сигнал той жеполярности и практически той жеамплитуды, что и на входе,Влияние обратных токов запертыхдиодов 10, 11, 12 на стабильностьвыходного напряжения преобразователяпрактически отсутствует. Влияниетемперат,Г ой зависимости обратноготока диода 10 уменьшается в К раэ,где Ы - коэФФициент усиления операционного усилителя 2, Обратныйток диода 11 протекает через резисторб и внутреннее сопротивление входного источника напряжения, Посколькупоследнее очень мало, этот обратныйток практически не изменяет входногонапряжения. Обратный ток диода 12 отсутствует, так как разность потенциалов между его электродами близканулю.При отрицательной полярностивходного сигнала включается инвертирующий канал, а неиннертирующий отключается от выхода. Теперь, наоборот, открыты диоды 10, 11, 12, адиоды 8, 9 , 13 закрыты. Открытиедиодов 11, 12 предс гврашает насыщение операционного усилителя 2.Полярность выходного сигналв получается обратной входному, т.е, формируется вторая полуволна выходногонапряжения. При этом коэффициентпередачи преобразователя определяется отношением двух резисторов 3, 4,Воторое можно подобрать достаточноточно. Температурная зависимостьобратных параметров запертых диодов8, 9, 13 не сказывается на стабильности выходного напряжения, Влияниедиода 13 уменьшается в К, раз,где К - коэффициент усиления операционного усилителя 1. Обратный токдиода 9 замыкается на землю черезрезистор 5, а обратный ток диода8 нообще отсутствует, так как наобоих его электродах имеются нулевые потенциалы,Таким образом, выбранное включение диодов н обратных связях исключает возможность насыщения операционных усилителей при одновременном устранении влияния температурнойэаниси 1 пости обратных параметров диодов на стабильность выходного напряжения, В результате повышается точность и широкополостность преобразователя переменного напряжения в постоянное.Формула изобретенияПреобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий три резистора, первый из которых одним иэ выводов соединен с шиной нулевого потенциала, дна операционных усилителя, инвертирующий входб/44 Тираж 1 ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035( Москва, Ж 19 ПодписиенногО комитета СССРтений и открытий5, Раушская иаб. , д. 4 Заказ 10 Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектна первого из которых через второйрезистор подключен к выходной клемме устройства, а через третий резистор - к его входной клемме,связанной с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, диод,установленный в выходной цепи второго операционного усилителя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности преобразования и расширения полосы преобразуемых частот, в него введены пятьдополнительных диодов и два резистора, причем инвертирующий вход и выход первого операционного усилителясоединены цепочкой из первого и второго дополнительных диодов, к общейточке которых подключен др,гой выводпервого резистора, инвертирующийвход и выход второго операционногоусилителя соединены цепочкой из третьего и четвертого доголнительных диодов, общая точка которыхчерез один из дополнительных резисторов связана с входной клеммой устройства, пятый дополнительный диодустановлен между выходом первогооперационного усилителя и выходнойклеммой устройства, связанной сдиодом в выходной цепи второго опера"ционного усилителя и через другойдополнительный резистор - с инвертирующим входом второго операционногоусилителя, а неинвертирующий входпервого операционного усилителя подключен к шине нулевого потенциала,Источники информации,35 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 415667, кл.С 06 С 7/12, 1972,2, Авторское свидетельство СССР9 493739, кл, С 01 В 19/22, 1974,