Дифференциальный выпрямитель Советский патент 1985 года по МПК G01R19/22 

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано например, в измерениях малых перемещений для преобразования разности противофазныхнапряжений в постоянНое напряжение.

Известен дифференциальный выпрямитель, содержащий первую пару транзисторов одного типа проводимости, базы которых соединенйых через последовательно соединенные резисторы и потенциометр, коллектор каждого из них подключен к соответствующему одноименному выводу противофазных источников сигнала, свободные выводы которых соединены между собой, эмиттеры указанных транзисторов соединены через первый конденсатор, и вторую пару транзисторов одного типа проводимости, базы которых соединены через последовательно соединенные другие резисторы и потенциометр, коллектор каждого из них подключен к соответствующему коллектору транзиртора первой пары, эмиттеры соединены через второй конденсатор, одни обкладки первого и второго конденсаторов подключены к разным вьшодам сопротивления нагрузки, а другие обкладки соединены непосредственно, движки потенциометров соединены между собой и подключены к точке соединения противофазных источников сигнала D 3.

Недостатком такого дифференциальнего выпрямителя является сравни.тельно невысокая точность преобразования разности входных противофазных сигналов из-за того, что пары компенсированных транзисторов, осуществляющие выпрямление в«разных полупериодах, выполнены на транзисторах разного типа проводимости, поэтому пары транзисторов имеют раз.брос остаточных параметров, особенно в диапазоне температур из-за неодинакового изменения остаточных параметров при изменении температуры

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ди4)ференциальный выпрямитель, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены и подключены к первому выводу нагрузки, третий и четвёртый транзисторы, колректоры которых соединены и подключены к второму выводу нагрузки, первый второй, третий и четвертый резисторы

каждый из которых подключен одним выводом к базе соответственно первого, второго, третьего и четвертого транзисторов, свободные выводы первого и третьего резисторов соединены через первый потенциометр, свободные выводы второго и четвертого резисторов соединены через второй потенциометр,, движки потенциометров соединен между собой, первую и вторую вход1яае шины, одноименные по зна:ку подаваемого на них напряжения сигнала, каждая из которых подключена к эмиттеру соответственно первого и второго транзисторов, третью и четвертую входные шины, одноименные по знаку подаваемого на них напряжения сигнала, обратному по отношение к знаку первой и второй входных шин, при этом третья и четвертая шины соединены между собой и подклюены к движкам потенциометров, а первый и третий транзисторы имеют иной тип-проводимости, чем второй и четвертый 2

В известном устройстве осуществляется двухполупериодное выпрямление парами компенсированных транзисторов первая из которых содержит компенсированные транзисторы одного типа проводимости, а вторая - другого, вследствие чего недостатком его является сравнительно невысокая точность преобразования сигнала, особенно в диапазоне температур.

Цель изобретения - повышение точности выпрямления.

Поставленная цель достигается тем что в дифференциальном выпрямителе, содержащем гюрвый и второй транзисторы, коллекто которых соединены и подключены к первому выводу нагрузки, третий и четвертый транзисторы, коллекторы которых соединены и подключены к второму выводу наггрузки, первый, второй, третий и четвертый резисторы, каждай из которых подключен одним выводом к базе соответственно первого, второго, третьего и четвертого транзисторов, первый и второй потенциометры, первую и вторую входные шины, одноименные по знаку подаваемого на них напряжения сигнала, подключенные соответственно к эмиттеру первого и третьего транзисторов, третью и четвертую входные шины, одноименные по знаку подаваемого на них напряжения сигнала, обратному по отношению к знаку

первой, и второй входных, шин, первый и третий транзисторы выполнены того же типа проводимости, что второй и четвертый, при этом первый потенциометр, включен меяду эмиттераьЛ первого и третьего транзисторов, а его движок соединен с другими выводами второго и четвертого резисторов, второй потенциометр включен мезкду эмиттерами второго и четвертого транзисторов, каждый из указанных эмиттеров подключен соответственно к третьей и четвертой входным шинам, движок второго потенциометра соединен с другими выводами первого и третьего резисторов.

На чертеже приведена электрическая схема дифференциального выпрямителя.

I Дифференциалькьй выпрямитель содерямт первый 1 и второй 2 транзисторы, коллекторы которых соеднне нь и подключены к первому выводу нагрузки 3, трет1й 4 и четвертый 5. транзисторы, коллекторы которых соединены и подключены к второму выводунагрузки 3, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 резисторы, из которых подключен одним выводом к базе соответственно первого 1, второго 2, третьего 4 и четвертого 5 транзисторов, первьй 10 и второй 11 потенциометры, первую 12 и вторую 13 входные шины, одноименные по знаку подаваемого на них напряжения сигнала, подключенные соответственно : к эмиттеру первого 1 и третьего 4 транзисторов, третью 14 и четвертую 15 входньге шины, одноименные по знаку подаваемого на них напряжения сигнала, обратному по отношению к знаку первой 12 и второй 13 входных шин. В дифференциальном выпрямителе использованы первый 1 и третий 4 транзисторы того же типа проводю ос ти, что второй 2 и четвертый 5, при этом первый потенциометр 10 вклочен между эмиттерами первого I и третьего 4 транзисторов, а его движок подключен к другим соедцшенным между собой выводам второго 7 и четвертого 9 резисторов, второй потен-. : циометр 11 включен меящу эмиттерами второго 2 и четвертого 5 траизисторов, каяздый из указанных эмиттеров подключен соответственно к третьей 14 и четвертой 15 входным шинам, движок второго потенциометра подключён

к другим также соединенным меаду/ собой выводам первого 6 и третьего 8 резисторов. Первый 1 и второй 2, а также третий 4 и четвертый 5 транзисторы могут быть выполнены в виде готовых юшчевых пар.

Дифференциальный выпрямитель работает следующим образом..

На входные шины 12-15 подается переменное напряяжние сигнала, причем на первой 12 и второй 13 шинах напряжение имеет один и тот же знак, на третьей 14 и четвертой 15 шинах знак напряжения является обратным по отношению к знаку напряжения на первой 12 и второй 13 шинах.

Напряжения входного сигнала между первой 12 и третьей 14 шинами синфазно с напряжением входного сигнала между второй 13 и четвертой 15 шинами. По амплитуде входные напряжения могут быть равны или любое из них может быть больше другого. напряжения сигналов формируют, например, индуктивный Д1)ференциальный преобразователь механического перемещения в электрический сигнал. В зависимост от полярности напряз1ений на входных шинах 12-15 отпираются либо первый 1 и третий 4 транзисторы, либо второй 2 и четвертый 5 транзисторы. Соответственно ток, пропорциональный разности напряжений на входных шинах 12, 14 и 13, 15, течет через первый 1 и третий 4 транзисторы и нагрузку в течение одного полупериода или через второй 2 и : четвертый 5 транзисторы и нагрузку в течение другого полупериода в том же направлении. Таким образом, на нагрузке 3 формируется постоянное напряжение, пропорциональное разности напряжений входных сигналов.

Потенциометры 10 и 11 служат для компенсации неддентичности характеристик транзисторов путем установки движков в такое положение, при котором в случае равенства амплитуд входных сигналов выходное напряжение дифференциального выпрямителя равнялось бы нулю. Изменение связей и выполнение обеих пар компенсированных транзисторов на транзисторах одного и того же типа проводимости уменьшает разброс оста точных параметров ключей, образован-, ных парами транзисторов. Параметры ключей меньше отличаются и при из511

менений температуры, вследствие чего повьппается точность выпрямления разности входных сигналов. Для реализации устройства можно в качестве транзисторов 1, 2 и 4, 5 использовать ключевые пары (например, КТ 118) представляющие собой два транзистора, выполненные на общей подложке и имеющие общий коллектор. Поскольку тран660026

зисторы пары имеют небольшой разброс остаточных параметров, а разброс параметров пар строго лимитирован, то и разброс остаточных парамет5 ров выпрямляющих пар дифференциального вьтрямителя транзисторы(1 и 4, 2 и 5) будет небольшим, соответствующим разбрЬсу параметров ключевыхпар, что увеличивает точность выпрямления.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ВЫПР5ШИТЕЛЬ, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены и подключены к первому выводу нагрузки, третий и четвертый транзисторы, коллекторы которых соединены и подключены к второму выводу нагрузки, первый, второй, третий и четвертый резисторы, каждый из которых подключен одним выводом к базе соответственно первого, второго, третьего и четвертого транзисторор, первый и второй потенциометры, первую и вторую входные шины, одноименные по знаку подаваемого на них напряжения сигнала, подключенные соответственно к эмиттеру первого и третьего транзисторов, третью и четвертую входные шины, одноименные по знаку подаваемого на них напряжения сигнала, обратному по отношению к знаку первой и второй входных шин, о тличающийс я тем, что, с целью повыОения точности выпрямления, первый и тре- . тий транзисторы выполнены того же типа проводимости, что второй и четвертый, при этом первый потенциометр включен между эмиттерами первого и третьего транзисторов, а его движок соединен с другими выводами второго и четвертого резисторов, второй потенциометр включен между змиттерами второго и четвертого транзисторов, каждый из указанных эмиттеров подключен соответственно к третьей и четвертой входным шинам, движок второго потенциометра соединен с другими выводами первого и третьего резисторов .