Преобразователь ортогональных напряжений в постоянное

(505 Н 02 М 710 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР 3 Ф 340039, кл, Н 02 М 7/06, 1972.Заявка ПН Р В 263085, кл, Н 03 ., 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОРТОГОНАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразованию переменного напряжения в постоянное, и может быть использовано в быстродействующих системах автоматического управления, Цель изобретения - уменьшение пульсаций выходного напряжения путем компенсации его переменной составляющей. Устройство состоит иэ подключенных к входным выводам 13, 14 выпрямителей 9 - 12 отрицательного и положительного напряжений, выходы которых через резисторы 4, 5 и 7, 8.Ы 2, 1683151 А подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя 1, к которым одними иэ выводов подключены резисторы 2, 3, другие выводы которых соединены соответственно с выходом усилителя 1, соединенного с выходным выводом 15 и общей шиной. Устройство дополнительно снабжено формирователем 16 треугольного напряжения и однополупериодными выпрямителями 17, 18 положительного и отрицательного напряжений, выходы которых через резисторы 6 и 19 соответственно подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам усилителя 1, а входы - к выходу формирователя 16, четыре входа которого соединены с выходами соответствующих выпрямителей 9 - 12. Введение укаэанных элементов позволяет сформировать компенсирующее напряжение, с помощью которого среднее значение выходного напряжения поддерживается равным амп- Я литудному значению входных напряжений.1 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение Относится к электротехнике, в частности к преобразованию перемен)аО напряжения в постсянное, и может быть и,пальзоваО в бьл тсадействующих си .Гамах ав Гома и.еского чправления,. ельк) изобретения Является уменьш 8- ние пульсаций ьыходнаго напряжения пу- .Г-;м компенсации его переменной составляющей,На зиг.1 изОбоажена схема преааразавателя ОртаГональнь)х напряжений в посто ччно на ФИГ 2 - ьоечнные Циаграммь поясня)ощие п)инцип работы,Г 1,Еаб, гг. Т 8 ЯЬ,)ТоаьаЛЬНЫу Нд пряжений В постоянное (фиг,1) сОдержит ОПЕО" НИ.;Нь)Й СИЛИЕЛЬ 1 МЕ,ДУ ИНВЕРТИ ругощим входок и выходом которого вкл)О. чен первый:,", а между неинвертирующим входом и общей шиной - второй 3 резистаоы Об)етний связи, 1 ретий 4, четвертый 5 и ПЯтый 6 резисторы, общая точка саедине 1 ия катооых подключена к инвертиру)ощему входу операционного усилителя шестой 7 и седьмой 8 резисторы, общая точка соединения которых подключена к неинвертиоующему входу ОГ)8 рацианнОГО усили еля 1, первый 9 и второй 10 Однополупериаднь 18 выпрямители олажительнаго напря)кения, а также первый 11 и вта)ай 12 однапалупериадчые выпрямители отрицательнога напрякения, к выходам которых падключень свободные выводы соОтветственно третьего,4, четвертого 5, шестого 7 и седьмого 8 оезисторов, первцй 13 и второй 14 входные выводы преобразователя ОртОГОнальных НВГ)якений в постаян" ное соединень; с входами соответственно первых 9 и 11 и вторцх 10 и 12 однополупериодных выпрямителей положительного и отрицательного напряжений, выход операционного усющтеля 1 соединен с выходным выводам 15 преобразователя ортогональнцх напряжениЙ в постоянное, дополнительно также содержит формирователь 16 треуГальнаГО напряжения Г. четырьмя входами, третий однополупериодный выпрямитель 17 положительного напряжения и тр 8 тий Однапалупериадный выпрямитель 18 отрицательнага напряжения, входц которых объединены между собой и подключен ы к выходу формирователя 16 треугольного напряжения, и восьмой резистор 19, который включен между неинвертирующим входом операционного усилителя 1 и выходом третьего однопалупериодного выпрямителя 18 отрицательного напряжения, при этом выхбдц первого 9 и второго 10 однополупериодных выпрямителей положительного напряжения и выходы первого 11 и второго 12 Однопалупериодных выпрямителей отрицательного напряжения подключены соответственно к третьему, первому, второму и четвертому входам формирователя 16 треугольного напряжения, а к выходу тоетьего однополупериодного выпрямителя 17 полажительнога напряжения подключен свободный вывод пятого резистора,Формирователь 16 треугольного напряжения выполнен из операционногоусилителя 20, между инвертирующим входом ивыходом которого включен первый 21, а между инвертирующим входом и общей шиной - второй 22 резисторы обратной связи, первого 23 и второго 24 резисторов, общая точка соединения которых подключена к инвертирующему входу операционного усилителя 20, третьего 25 и четвертого 26 реэистаоов, общая точка соединения которых подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя 20, выход которого соединен с выходом формирователя 16 треугольного напряжения, к первому, второму, третьему и четвертому входам которого подключены свободные выводы соответственно первого 23, второго 24, третьего 25 и четвертого 26 резисторов,Преобразователь работает следующимобразом.. Операцианнь)Й усилитель 1, резисторы 2 и 3 обратной связи, а также резисторы 4, 5, 6 и 7, 819 образуют схему сложения-вычитания с тремя инвертирующими и тремя неинвертирующими входами.На первый вход 13 подается напряжение еф) = Оп)з 1 п в т, а на второй вход 14 - напряжение еф) = 0 п)сов щ т (фиг, 2 а), сдвинутое на 90 по отношению к напряжению 81, где О) - амплитудное значение переменных напряжений, а = 2)т 1 - частота ортаганальнцх напряжений,Положительные полуволны входных напряжений еф) и еф) проходят через однополупериоднце выпрямители 9 и 10 и подаются соответственно на первый и второй инвертирующие входы схемы сло)кения-вычитания,Отрицательные полуволны входных напряжений 81(т) и еф) проходят через однополупериодные выпрямители 11 и 12 и подаются соответственно на первый и второй неинвертирующие входы схемы сложения-вычитания.При отсутствии компенсирующего напряжения Ок 1 на третьем инвертирующем входе и напряжения Оа на третьем неинвертирующем входе напряжение 0 вых на выходе 15 преобразователя определяется суммой напряжений 01 и 02 на инвертирую1683151 щих входах и напряжений Оз и 04 на инвертирующих входах схемы сложения-вычитания:О вых = (Гп 101 + п 1202) + (п 103 + п 204) где Гп 1= й 2/В 4 и п 12 = В 2/В 5 - коэффициенты передачи соответственно по первому и второму инвертирующим входам;п 1= йз/В 7 и п 2 = йз/йв - коэффициенты передачи соответственно по первому и второму неинвертирующим входам.При Гп 1= пи = п 1= п 2=ана выходе 15 преобразователя будет пульсирующее (с двойной частотой) напряжение О вых отрицательной полярности (фиг. 2 б): 15 Формирователь 16 треугольного напряжения образован операционным усилителем 20, резисторами 21 и 22 обратной связи, а также резисторами 23 - 26,На третий вход формирователя 16 треугольного напряжения поступает положительная полуволна 01, а на второй вход - отрицательная полуволна Оз входного напряжения е 1(т), Сумма напряжений 01+ 0 З дает пульсирующее напряжение Е 1(фиг. 2 в) положительной полярности,На первый вход формирователя 16 треугольного напряжения поступает положительная полуволна 02, а на четвертый вход - Отрицательная полуВОлна 04 ВхОднОГО на" пряжения е 2(т), Сумма напряжений 02+ 04 дает пульсирующее напряжение Е 2 (фиг. 2 г) отрицательной полярности,В результате суммирования напряжений Е 1 и Е 2 на выходе формирователя 16 треугольного напряжения будет напряжение Оо (фиг. 2 д), близкое к треугольному, величина которого Где К 1 =- В 21/В 23 и К 2 = В 21/В 24 - коэффициенты передачи соответственно по первомуи второму инвертирующим входам х 14 Е .- Ьфйф Ы я 1 ссй)(йфзсв 13 О. -о -вна.)+(.м 5=ф( в(й)цг-и, 50 ф Кз = В 22/В 26 и К 4 = В 22/В 26 коэффициенты передачи соответственно по третьему и четвертому неинвертиру 1 ощим входам,При К 1 = К 2 =.Кз = К 4 = К выходное напряжение формирователя 16 треугольного напряжения Оо = К(01+ 04 - 02 - 03) Положительная полуволна Ок 1 треугольного напряжения Оо, пройдя через однополупериодный выпрямитель 17 О вы, = а(Оз+ 04 - 01 - 02), 1 Оо = (К 102+ К 203) + (КЗ 01+ К 404) положительного напряжения, поступает на третий инвертирующий вход схемы сложения-вычитания с коэффициентом передачи ф 1= В 2/В 6. Отрицательная полуволна 5 Ок 2 тРеУгольного напРЯжениЯ Оо, пРойДЯчерез однополупериодный выпрямитель 18 отрицательного напряжения, поступает на третий неинвертирующий вход схемы сложения-вычитания с коэффициентом переда чи ф= ВЗ/В 19.СУмма ДвУх напРЯжений Ок 1 и Ок 2 Даетрезультирующее напряжение Ок (фиг. 2 е), которое является компенсирующим и величина которого равна 0 = -Р 1 Ок 1 +ЪОк 2 При Р 1 =Р 2 =Р компенсирующее напряжение равно20Ок=р(ОК 2 - О к 1 ) В результате суммирования двух напряжений О вых и Ок на выходе 15 преобразователя ортогональных напряжений в постоянное формируется выходное напряжение (фиг, 2 ж) Овых = 0 вых + Ок, величина котороГО (при К = 1) равна ЗО Ов =-20 а - Р) зЬ вс+(а+ф)аа ол При выборе коэффициентов передачиа и рсхемы сложения-вычитания иэ условия 35Л- О,ЗЗБ Р = а ( Ж - 1 ) - 0,1 З 9 4 О среднее значение Еср выходного напряжения преобразователя ортогональных напряжений в постоянное в точности равно амплитудному значению О в входных напряжений е 1(т) и е 2(1):45 Технико-зкономический эффект заключается в уменьшениипульсаций на выходе преобразователя, Под коэффициентом пульсаций понимается отношение разности МаКСИМаЛЬНОГО Еввх И МИНИМаЛЬНОГО Ев,1 П значений величины выходного напряженияОвых преобразователя к удвоенном среднему значению Еср эа период.При отсутствии компенсирующего напряжения коэффициент пульсаций5Ксо 100-т(22-1) 100 а 16,27%, Чго,-о %ги у 10При наличии компенсирующее напряжения1002 Огп15 где20 Гс 1-)1)с,о - +ы+фсос - )2 о,2. 2 Ы, с 1. с)оо +Я р)сосо20 не превышает 3,85Ф ормул а изобретения1. Преобразователь ортогональных напряжений в постоянное, содержащий пер вый и второй входные, а также выходной выводы для подключения соответственно источника питания и нагрузки, а также операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен 30 первый, а между неинвертирующим входом и общей шиной - второй резисторы обратной связи, третий, четвертый и пятый резисторы, общая точка соединения которых подключена к инвертирующему входу опе рационного усилителя, шестой и седьмой резисторы, общая точка соединения которых подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя, первый и второй однополупериодные выпрямители 40 положительного напряжения, а также первый и второй однополупериодные выпрямители отрицательного напряжения, к выходам которых подключены свободные выводы соответственно третьего, четвер того, шестого и седьмого резисторов, первый и второй входные выводы соединены с входами соответственно первых и вторых однополупериодных выпрямителей положительного и отрицательного напряжений, выход операционного усилителя соединен с выходным выводом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения путем компенсации его переменной составляющей, дополнительно введены формирователь треугольного напряжения с четырьмя входами, третий однополупериодный выпрямитель положительного напряжения и третий однополупериодный выпрямитель отрицательного напряжения, входы которых объединены между собой и подключены к выходу формирователя треугольного напряжения, и восьмой резистор, который включен между неинвертирующим входом операционного усилителя и выходом третьего однополупериодного выпрямителя отрицательного напряжения, при этом выходы первого и второго однополупериодного выпрямителей положительного напряжения и выходы первого и второго однополупериодных выпрямителей отрицательного напряжения подключены соответственно к третьему, первому, второму и четвертому входам формирователя треугольного напряжения, а к выходу третьего однополупериодного выпрямителя положительного напряжения подключен свободный вывод пятого резистора,2, Преобразователь по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что формирователь треугольного напряжения выполнен из операционного усилителя, между инвертирующим входом и выходом которого включен первый, а между неинвертирущим входом и общей шиной - второй резисторы обратной связи, первого и второго резисторов, общая точка соединения которых подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, третьего и четвертого резисторов, общая точка соединения которых подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя, выход которого соединен с выходом формирователя треугольного напряжения, к первому, второму, третьему и четвертому входам которого подключены свободные выводы соответственно первого, второго, третьего и четвертого резисторов.1683151 Составитель Л, Устинкиная Техред М.Моргентал едактор О. Юрк аксимищинец оррект атент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 роизводственно-издательский комбин Заказ 3420 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5