Устройство для выделения модуля сигнала

О П И С А Н И Е894724ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсыинСоциалистичесыинРеспублиы(53 ) М. Кд. 0 06 Г 7/12 3 Ъеударстюный ыамнтет СССР ле делам изобретений н открытий, Дата опубликования описания 30.1281 А.П. Кузьмичев и А.ф, Гаврилов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ИОДУЛЯ СИГНАЛА Изобретение относится к аналоговой вычислительной и измерительной технике, а также к устройствам обработки информации.Известны выпрямители среднего значения, содержащие диоды и резисторы, включенные в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1 1.Известно также устройство для выделения модуля, содержащее диффе 10 ренциальный операционный усилитель с встречно-параллельными соединенными диодами в цепи отрицательнойобратной связи по инвертирующему входу усилителя 121.Введение операционных усилителей в данные устройства преследует цель уменьшить погрешности, обусловленные неидеальностью вольт-амперных характеристик диодов.Мееий недостаток указанных устройств - наличие напряжения на выходе детектора при входном сигнале, равном нулю. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для выделения модуля,содержащее операционный усилительс встречно-параллельными соединен-.ными диодами в цепи отрицательнойобратной связи по инвертирующемувходу усилителя, к которому черезрезистор подключен источник переменного сигнала, причем анод первогодиода, соединенный с катодом второгодиода, подключен к выходу операционного усилителя, катод первого диода,являющийся выходом устройства, соединен с первым выходом резистора,второй вывод которого подключен каноду второго диода и инвертирующему входу усилителя, неинвертирующий вход последнего соединен с об-.щей шиной устройства 1 3 ),Недостатком известного устройстваявляется погрешность преобразования,обусловленная конечным значениемвходного тока операционного усилителя и проявляющаяся в наличии напряжения на выходе при входном. сигнале,равном нулю,Цель изобретения - повышениеточности.Указанная цель достигается тем,5что в устройство для выделения модуля сигнала, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий входкоторого соединен с шиной нулевогопотенциала, а инвертирующий входчерез параллельно соединенные первый разделительный диод и последовательно включенные первый масштаб-.ный резистор и второй разделительныйдиод подключен к выходу операц онно-5го усилителя 2 к инвертирующему входукоторого подключен первый вывод второго масштабного резистора, причемобщий вывод первого масштабного,резистора и второго разделительного диода 20соединен с выходной клеммой устройства, введены дополнительный масштабный резистор, повторитель напряжения,и разделительный конденсатор, причемвторой вывод второго масштабного резистора через дополнительный масштабный резистор подключен к выходу операционного усилителя и через последовательно включенные разделительныйконденсатор и повторитель напряжениясоединен с входной клеммой устройства,10 На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого детектора.Детектор содержит повторитель 1 напряжения, операционный усилитель 2, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, разделительные диоды 3 и 4, масштабный резистор 5, включенные в цепь от" рицательной обратной связи по инвертирующему входу, к которому подключен второй масштабный резистор 6 и дополнительный масштабный резистор 7, причем катод диода 4, соединенный с анодом диода 3, подключен к выходу усилителя 2, катод диода 3 является выходом устройства и соединен с резистором 5, второй вывод которого подключен к аноду диода 4 и инверти рующему входу усилителя 2, резистор 7 включен между выходом операционного усилителя и выводом резистора б, источник сигнала подключен ко входу повторителя 1 напряжения, выход которого через разделительный конденсатор 8 подсоединен к резистору б,40 45 50 55 Устройство сработает следующим образом.При подаче на вход положительной полуволны переменного напряжения последняя инвертируется операционным усилителем 2, обратная связь по инвертирующему входу замыкается через диод 4. Диод 3 закрыт отрицательным напряжением на выходе операционного усилителя. Следовательно, при положительной полуволне входного напряжения выходное напряжение детектора равно нулю, При подаче на вход отрицательной полуводны входного напряжения последняя инвертируется операционным усилителем, обратная связь замыкается через диод 3 и резистор 5, при этом диод 4 закрыт положительным напряжением с выхода операционного усилителя.Рассмотрим работу схемы по постоянному току, т.е. при входном сиг" нале О, О, считая, что отрицательная обратная связь через резистор 7. разомкнута. При этом по цепи отрицательной обратной связи протекает ток. Этот ток создает падение напряжения на резисторе 5, которое смещает детекторную характеристику и может рассматриваться как погрешность преобразования из-.за конечной величины входного тока усилителя. Замыкаем цепь отрицательной обратной связи через резистор 7, считая условно, что диоды 4 и 3 закрыты для чего2необходимо и достаточно, чтобы соблюдалось неравенствоО О или О В +В О . где О - напряжение отпирания диодаО 0 - напряжение на выходе операционного усилителя В и й .2 - сопротивление масштабныхрезисторов б и 7.Выбирая в качестве нелинейного элемент с резко выраженной нелинейностью, например диод кремниевого типа, можно значительно расшйрить область выполнения неравенства. При этом можно считать, что ток отрицательной обратной связи ОВ - проходит на вход усилителя через.резисторы 7 .и б и не проходит через цепь резистор 5 и диод 3, следовательно, напряжение на выходе устройства близко к нулю Кроме того, поскольку8947входной ток операционного усилителя и напряжение отпирания диодаизменяются с одинаковым знаком в зависимости от температуры окружающей среды растут при пониженной температуре и падают при повышенной)предлагаемое построение схемы гарантирует выполнение неравенства в широком диапазоне температур.формула изобретенияУстройство для выделения модуля сигнала, содержащее операционный уси- ф литель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а инвертирующий вход через параллельно соединенные первый разделительный диод и последовательно включенные 20 первый масштабный резистор и второй разделительный диод подключен к выходу операционного усилителя, к инвертируюФему входу которого подключен первый вывод второго масштабного ре- ф эистора, причем общий вывод первого 24 Ьмасштабного резистора и второго разделительного диода соединен с выход-ной клеммой устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введеныдополнительный масштабный резистор,повторитель напряжения и разделительный конденсатор, причем второй выводвторого масштабного резистора черездополнительный масштабный резисторподключен к выходу операционного усилителя и через последовательно включенные разделительный конденсатори повторитель напряжения соединенс входной клеммой устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гутников 8.С. Применение операционных усилителей в измерительнойтехнике. Л., "Энергия", 1975, с.73,752. Авторское свидетельство СССРИ 415667, кл. 0 06 С 7/12, 1972.3. Марше Ж. Операционные усилители и их применение. Л., "Энергия",1974, с, 89, рис 5-63 (прототип),НИИПИ Заказ 11491/79 Тираж 748 Подписно4 аГ Галиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4