Преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Зд Н 03 Э 1/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) В.А.Кузьменко и В,В.Тропин (71) Всесоюзный электротехнический институт им.В.И.Ленина(56) 1. Кланберг В.В. Принципы построения линейных преобразователей переменного напряжения в постоянное. Таллин, "Валгус", 1974 с. 22.2. Патент США В 3493784, кл. 307-260, 1970 (прототип).(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен одним выводом токозадающий резистор, другой вывод которого являетсявходом преобразователя переменногонапряжения в постоянное, четыретранзистора, первый из которых имеет п- р-и структуру, второй - р- и-р,ЯО, 1104642 А стуруктуру, а третий и четвертый П-.Р-п структуру, при этом эмиттер первого транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, база - с выходом операционного усилителя и с базой второго транзистора, а коллектор - с коллектором третьего транзистора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с положительной шиной источника питания, коллектор второго транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, эмитте-. ры которых через соответствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности и линейности преоб- Юф разования, эмиттер второго транзис- С тора соединен с общей шиной, коллектор четвертого транзистора подключен й к инвертирующему входу операционно- п го усилителя, а источник питания выполнен со средней точкой,1104 б 4Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в измерительных приборах, устройствах автоматики и вычислительной техНа чертеже приведена принципиальная электрическая схема преобразователя переменного напряжения в постоянное.Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит операники. 5Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий операционный усилитель с токоэадающим резистором на его инвертирующем входе, три транзистора, пер О вый из которых имеет и- Р- и. структуру, второй - р- и-р структуру, а третий и-Р-и структуру, при этом эмиттеры первого и второго транзисторов объединены и подключены к инверти рующему входу операционного усилителя, базы этих транзисторов подключены к выходу операционного усилителя, коллекторы первого и третьего транзисторов объединены и соединены с О одним выводом нагрузки, второй вывод которой подключен к положительной . шине источника питания, коллектор второго транзистора подключен к базе третьего транзистора, эмиттер кото" рого через резистор соединен с общий шиной 1 1Недостатком данного преобразователя переменного напряжения в постоянное является низкая чувствительность и малая точность преобразования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является .преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу ко. торого подключен одним выводом токоэадающий резистор, другой вывод которого является входом преобразователя40 переменного напряжения в постоянное, четыре транзистора, первый из которых имеет и-р- и структуру, второй ; р-и-р структуру, а третий и четвертый - и - р -и структуру, при45 этом эмиттер первого транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, база - с выходом операционного усилителя и с базой второго транзистора, а коллектор - с коллектором третьего транзистора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с положительной шиной источника питания, коллектор второго транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых через соответствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а коллектор четвертого транзистора - с его базой 2 3.Недостатком известного преобразователя переменного напряжения в постоянное является невысокие точность и линейность преобразования, обусловленные тем, что второй транзистор, выполняющий функцию токорегулирующего р - и -р структуры, имеет более низкий коэффициент передачи по току чем транзисторы П- р-и структуры, и тем, что третий и четвертый транзисторы работают в разных режимах, что сужает диапазон линейности преобразования.Цель изобретения - повышение точности и линейности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен одним выводом токозадающий резистор, другой вывод которого является входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, четыре транзистора, первый из которых имеет и- р -и структуру, второй Р - и-р структуру, а третий и четвертыи - И- р-и структуру, при этом эмиттер первого транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, база - с выходом операционного усилителя, а коллектор - с коллектором третьего транзистора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с положительной шиной источника питания, коллектор второго транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, эмиттерьг которых через соответствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с общей шиной, коллектор четвертого транзистора под-, ключен к инвертирующему входу опера.ционного усилителя, а источник питания выполнен со средней точкой.1104 612 4одинаковы в широком диапазоне рабочихтоков. Разница между эмиттерным иколлекторным токами второго,транзистора 4 не влияет на точность работыпреобразователя за счет введенияотрицательной обратной связи с выхода операционного усилителя 1 на еговход через второй и четвертый транзисторы 4 и 6, поскольку сравнивается входной ток, протекающий черезтокозадающий резистор 2 и коллекторный ток четвертого транзистора 6Уразница между которыми стремится кнулю при.высоком входном соПротивлении операционного усилителя 1.Таким образом, устранение влияния токораспределения .во второмтранзисторе 4 на процесс преобразования входного напряжения, а такжесближение режимов работы третьегои четвертого транзисторов 5 и 6,выполняющих в предложенномпреобразователе переменного напряжения в постоянное роль "активного токового зеркала", позволяютповысить точность и линейность преобразования. Эционный усилитель 1, токозадающий резистор 2, первый, второй, третий, и четвертый транзисторы 3-6, резисто ы 7 ир и 8, нагрузку 9, источник 10 питания. 5Преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.Входное напряжение через токо- задающий резистор 2 поступает на 10 инвертирующий вход операционного усилителя 1, управляющего работой первого и второго транзисторов 3 и 4. В отрицательные полупериоды входного напряжения открыт первый транзистор 3 15 и через нагрузку 9 течет ток положительной полярности от источника 10 питания. В положительные полупериоды входного напряжения первый транзистор 3 закрыт, а открыт второй 20 транзистор 4, при этом образуется цепь отрицательной обратной связи через четвертый транзистор 6 на инвертирующий вход операционного усилителя 1. Коллекторный ток вто рого транзистора 4 передается в нагрузку 9 третьим транзистором 5 с инверсией знака. Таким образом, при обеих полярностях входного напряжеЗО ния на нагрузке 9 имеется однополярное напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна среднему значению переменного напряжения на входе преобразователя переменного напряжения в постоянное.При равенстве величин сопротивле 35 ний резисторов 7 и 8 и согласовании третьго и четвертого транзисторов 5 и 6 по их основным параметрам они работают практически в одинак -о 40 вых режимах и их коллекторные токи Кроме того, в предлагаемом преобразователе переменного напряжения в постоянное может быть применен любой транзистор р-и-р структуры, в том числе и с нйзким значением коэффициента передачи по току, а это позволяет снизить стоимость преобразователя переменного напряжения в постоянное, так как транзис" торы р- и- р структуры с повышенным . коэффициентом передачи по току не- технологичны в производстве интегральной полупроводниковой техники.1104642 Составитель О.ГаврилинаТехред М,Надь Коррек Фоври Редактор Н.Пушненко Заказ 5320/42 ВНИИ 130 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Тираж 862ПИ Государственного комитеталам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская н одписноеСРд. 4/5