Двухполупериодный выпрямитель

.5 (088.8) ае аеаве зебретей еткрытийЮ.И, Белоносов, Б.М. Бороздин, А.М. Ильяноки В.Е. ЯмныйБелорусский ордена Трудового Красного Знамени1государственный университет им. В. И. Ленинаи Специальное конструкторско-технологическоебюро с опытным производством при Бе 11 аруоеомгосуниверситете им. В.И, Ленина(54) ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 1Изобре 1 ение относится к радио"электронике, измерительной и преобразовательной технике и может быть использовано для бестрансформаторного выпрямления сигналов малой мощности. 5Известны двухполупериодные выпрямители на основе операционных усилителей с диодом в цепи обратной связи Г 1 3- 3Такие выпрямители имеют высокую точность работы на сравнительно низких частотах, когда коэффициент усиления усилителя .имеет большую величину. Типовые операционные усилителина частотах выше 100 кГц имеют коэффициент передачи 14 при минимальной амплитуде 100 мВ. Ниже этой величины погрешность резко возрастает, Кроме того, погрешность, естественно, растет с увеличением частоты.20Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее первый и второй 2дифФеренциальные усилители с динамической нагрузкой и два выпрями- тельных транзистора, эмиттеры которых обьединены и соединены с выхо" дом устройства и первым генератором тока, а коллекторы соединены с первым источником питания, база первого выпрямительного транзистора соединена с выходом второго дифферен". циального усилителя, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к входу устройства Г 4Недостаток известного, устройства заключается в низкой точности преобразования и малом динамическом, диапазоне работы.Цель изобретения - повышение точности и расширение динамического диапазона.Указанная цель достигается тем, что в двухполупериодный выпрямитель, содержащий первый и второй дифференциальные усилители с динамической3 100 нагрузкой, два выпрямительных транзистора, эмиттеры которых объедине-ны и соединены с выходом устройства и первым генератором тока, а коллекторы также объединены и соединены с первым источником питания, база первого выпрямительного транзистора соединена с выходом второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к входу устройства, дополнительно введены три дополнительных транзистора, второй, третий и четвертый генераторы тока и три резистора, причем база первого и второго выпрямительных транзисторов подключена соответственно к эммттеру первого и второго дополнительных транзисторов, базы которых объединены и подключены ко второму генератору тока, а через первый резистор к эмиттеру третьего дополнительного транзистора, база которого соединена с выходом устройства и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, а коллектор - с общей шиной питания, база второго выпрямительного транзистора соединена с выходом первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен с общей шиной питания, а его инвертирующий вход - через второй резистор с входом устройства и,через третий резистор - с выходом устройства, кроме того,. точка соединения эмиттеров транзисторов дифференциальных усилителей подключена ко второму источнику питания через соответствующие третий и четвертый генераторы тока.На чертеже приведена принципиальная схема устройства.Схема содержит транзисторы 1 и 2 первого дифференциального усилителя, транзисторы 3 и 4 второго дифференциального усилителя, динамическиенагрузки 5 и 6 соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, генераторы 7-10 тока, выпрямительные транзисторы 11 и 12, дополнительные транзисторы 13-15 и дополнительные резисторы 16-18.Двухполупериодный выпрямитель работает следующим образом.При подаче на вход выпрямителя сигнала положительной полярности открыт выпрямительный транзистор 11, а 5 1 О 15 ло 25 зо 35 4 О 45 50 55 24транзистор 12 закрыт, так как потенциал коллектора транзистора 2 выше потенциала коллектора транзистора 4. Устройство работает как неинвертирующий усилитель с динамической нагрузкой 5, включенной в коллекторные цепи тразисторов 1 и 2 первого дифференциального усилителя. Так как потенциал на выходе устройства близок к потенциалу на входе, ток через резисторы 16 и 17 практически отсутствует и потенциал базы транзистора 4 второго дифференциального усилителя равен потенциалу на выходе, Транзистор 3 второго дифференциального усилителя закрыт, а транзистор 4 открыт и через него протекает ток четвертого генератора 8 тока, Для того, цтобы транзистор 4 не насыщался, включен дополнительный транзистор 14, который при положительной полярности сигнала открыт, а дополнительный транзистор 13 закрыт, Напряжение на базах дополнительных транзисторов 13 и 14 повторяет выходное с небольшим положительным сдвигом, определяемым схемой слежения на транзисторе 15 и резисторе 18. Это напряжение сдвига равно сумме напряжения перехода эмиттер-база транзистора 15 и падения напряжения на резисторе 18, определяемого генератором 10 тока, Напряжение сдвига выбирается порядка 1,4 В, т.е, напряжение на базе транзистора 10 больше выходного, примерно на 0,7 В и, следовательно, напряжение база-эмиттер дополнительного транзистора 13 примерно равно нулю, поэтому транзистор 13 закрыт. Открытый дополнительный транзистор 14 Фиксирует потенциал коллектора транзистора 4 приблизительно на уровне выходного, т.е. напряжение на коллекторе не ниже потенциала базы и тразистор 4 не насыщается. Следовательно, при положительном входном сигнале устройство представляет собой неинвертирующий усилитель со 1003 отрицательной обратной связью, коэффициент передачи которого равен единице, дрейф выходного уровня определяется только дрейфом транзисторов первого дифференциального усилителя и может составлять величину несколько микровольт на градус. Быстродействие схемы при передаче сигналов положительной полярности не ограничивается выпряФормула изобретения 3 1001 мительным транзистором 11, так как через него протекает большой ток генератора 9 тока. быстродействие схемы будет определяться только быстродействием первого дифференциального усилителя. Так как выпрямительный транзистор 11 охвачен отрицательной обратной. связью, схема выпрямителя линейна от уровня нескольких милливольт при погрешностяхоколо 1.0При подаче на вход выпрямителя сигнала отрицательной полярности за крывается транзистор 1 первого дифференциального каскада, а транзистор 3 второго дифференциального кас з када открывается, при этом потенциал коллектора транзистора 2 становится меньше потенциала коллектора транзистора 4 и второй выпрямительный транзистор 11 закрывается, а пер вой еыпрямительный транзистор 12 открывается, Током генератора 7 тока через транзистор 2 открывается дополнительный транзистор 13, а дополнительный транзистор 14 закрывается. 2 Таким образом, при отрицательном входном сигнале устройство представляет собой инвертирующий усилитель с динамической нагрузкой 6, включенной в коллекторные цепи транзисторов З 3 и 4 второго дифференциального усилителя., коэффициент передачи которого определяется соотношением величин сопротивлений резисторов 16 и 17 С помощью этих резисторов, можно выровнять коэффйциенты передачи по обеим полярностям. Как и при передаче сигнала положительной полярности, дрейф выходного напряжения определяется дрейфом дифференциального усилителя, только в этом случае второго, в остальном схема симметрична поэтомуФ ее параметры при передаче сигнала отрицательной полярности аналогичны параметрам при передаче сигнала положительной полярности. Для улучшения.подавления синфазной помехи в общей эмиттерной цепи транзисторов 1 и 2 первого дифференциального усилителя включен третий генератор 7 тока, а для улучшения линейности выходного каскада - генератор 9 тока. Так как на выходевыпрямителя сигнал может быть только положительной полярности, транзистор 15 постоянно открыт и через него протекает ток генератора 10 тока. Величина сопротивления резистора 18 и ток генератора 10 выбирается из условия четкого переклю 382 йчения транзисторов 13 и 14 и минимального переходного процесса при переключении выпрямительных транзисторов 11 и 12, что существенно повышает быстродействие устройства. Двухполупериодный выпрямитель, содержащий первый и второй дифференциальные усилители с динамичес;ойнагрузкой, два выпрямительных транзистора, эмиттеры которых объединены и соединены с выходом устройс .ваи первым генератором тока, а коллекторы соединены с первым источникомпитания, база первого выпрямительного транзистора соединена с выходом второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход первогодифференциального усилителя подключен к входу устройства, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности и расширения диапазона, дополнительно введены тридополнительных транзистора, второй,третий и четвертый генераторы токаи три резистора, причем база первого и второго выпрямительных транзисторов подключена соответственно кэмиттеру первого и второго дополнительных транзисторов, базы которыхобьединены и подключены ко второмугенератору тока и через первый резистор к эмиттеру третьего дополнительного транзистора, база которо,го соединена с выходом устройстваи инвертирующим входом первого дифФеренциального усилителя, а коллектор - с общей шиной питания, базавторого выпрямительного транзисторасоединена с выходом первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход второго дифференциальногоусилителя соединен с общей шиной питания, а его инвертирующий вход - через второй резистор с входом устройства и через третий резистор - с выходом устройства, при этом точка соединения эмиттеров транзисторов дифференциальных усилителей подключенако второму источнику питания черезсоответственно третий и четвертыйгенераторы тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряженияь А, Кири стелевич Тираж 685венного комитета СССРбретений и открытийЖРавская наб. 8. 4/5ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,ил Составитеелаткор Л. Пчелинская Техреа Ж,К аказ 1439/70 ВНИИПИ Государст по делам изо 113035 Москва, ов Корректор Ю. Макаренко Подписное