Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H03D1/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в измерительных приборах, устройствах автоматики и вычислительной техники. Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий операционный усилитель с токозадающим резистором на его инвертирующем входе, три транзистора, пер вый из которых имеет п-р-п структуру, второй структуру, а третий п-р-п структуру, при этом эмит теры первого и второго транзисторов объединены и подключены к инв.ертирующему входу операционного усилителя, базы этих транзисторов подключены -к .выходу операционного усилителя, коллекторы первого и третьего транзисторов объединены и соединены одним выводом нагрузки, второй вывод которой подключен к положительной шине источника питания, коллектор второго транзистора подключен к базе третьего транзистора, эмиттер которого через резистор соединен с общий шинойС1 . Недостатком данного преобразователя переменного напряжения в постоянное является низкая чувствительность и малая точность преобразования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прео разователь переменного напряжения в постоянное, содержащий операционньй усилитель, к инвертирующему входу ко торого подключен одним выводом токозадающий резистор, другой вывод кото рого является входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, четыре транзистора, первый из которых имеет п-р-п структуру, второй ,- р-п-р структуру, 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 транзис тора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с положительной шиной источника питания, кол лектор второго транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых через.соо ветствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а коллектор четвертого транзистора - с его базой 2. Недостатком известного преобразователя переменного напряжения в постоянное является невысокие точность и линейность преобразования, обусловленные тем, что второй транзистор, выполняющий функцию токорегулирующего р- п-р структуры, имеет более низкий коэффициент передачи по току чем транзисторы п-р-п структуры, и тем, что третий и четвертый транзисторы работают в разных режимах, что сужает диапазон линейности преобразования. Цель изобретения - повьшение 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 п-р-п структуру, второй р-п-р структуру, а третий и четвертый - п-р-п структуру, при зтом 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, змиттерьг 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 операционного усилителя, а. источник питания выполнен со средней точкой. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема преобразователя переменного напряжения в постоянное. Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит операционный усилитель 1, токозадающий резистор 2, первьй, второй, третий, и четвертый транзисторы 3-6, резисторы 7 и 8, нагрузку 9, источник 10 питания. Преобразователь переменного нап жения в постоянное работает следующ образом. . Входное напряжение через токозадающий резистор 2 поступает на инвертирующий вход операционного ус лителя 1, управляющего работой перв го и второго транзисторов 3 и 4. В отрицательные полупериоды входног напряжения открыт первый транзистор и через нагрузку 9 течет ток положи тельной полярности от источника 10 питания. В положительные полупериоды входного напряжения первый транзистор 3 закрыт, а открыт второй транзистор 4, при этом образуется цепь отрицательной обратной связи через четвертьй транзистор 6 на инвертирующий вход операционного усилителя 1. Коллекторньш ток второго транзистора 4 передается в нагрузку 9 третьим транзистором 5 с инверсией знака. Таким образом, при обеих полярностях входного напряжения на нагрузке 9 имеется однополя ное напряжение, постоянная составля щая которого пропорциональна средне му значению переменного напряжения на входе преобразователя переменног напряжения в постоянное. При равенстве величин сопротивле ний резисторов 7 и 8 и согласовании третьго и четвертого транзисторов 5 и 6 по их основным параметрам они работают практически в одинаковьпс режимах и их коллекторные токи 24 одинаковы в щироком диапазоне рабочих токов. Разница между эмиттерным и коллекторным токами второго .транзистора 4 не влияет на точность работы преобразователя за счет введения отрицательной обратной связи с выхода операционного усилителя 1 на его вход через второй и четвертьй транзисторы 4 и 6, поскольку сравнивается входной ток, протекающий.через токозадающий резистор 2 и коллекторный ток четвертого транзистора 6, разница между которыми стремится к нулю при.высоком входном сопротивлении операционного усилителя 1. Таким образом, устранение влияния токораспределения .во .втором транзисторе 4 на процесс преобразования входного напряжения, а также сближение режимов работы третьего и четвертого транзисторов 5 и 6, выполняющих в предложенном преобра;3ователе переменного напряжения в постоянное роль активного токового зеркала, позволяют повысить точность и линейность преобразования. Кроме того, в предлагаемом преобразователе переменного напряжения в постоянное может быть применен любой транзистор р-п-р структуры, в том числе и с низким значением коэффициента передачи по току, а это позволяет снизить стоимость преобразователя переменного напряжения в постоянное, так как транзисторы р-п-р структуры с повышенным коэффициентом передачи по току нетехнологичны в производстве интегральной полупроводниковой техники.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий 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 п-р-п структуру, второй -р-п-р стуруктуру, а третий и четвертьй 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 эмиттеры которых через соответствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, отличающийся тем, что, с целью по(Л вьшения точности и линейности преобразования, эмиттер второго транзистора соединен с общей шиной, коллектор четвертого транзистора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а источник питания выполнен со средней точкой.