Линейный выпрямитель Советский патент 1986 года по МПК G01R19/22 

Изобретение относится к технике лектроизмерений и может быть использовано в приборах для измерения переенного напряжения путем его преобраования в постоянное.

Цель изобретения - повышение точности путем коррекции выпрямляемого игнала по результатам суммирования входного напряжения полуволнами выпрямленных выходных напряжений.

На чертеже.приведена электрическая принципиальная схема линейного вьш- рямителя.

Линейный выпрямитель содержит входной резистор Т, через который входная шина подключена к инвертирующему входу первого операционного усилителя 2, Неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной. Инвертирующий вход первого операционного усилителя 2 соединен через второй 3 и третий 4 резисторы соответственно с катодом первого диода 5 и- первой выходной шиной, а также с анодом второго диода 6 и второй в.ыходной тиной. Анод первого диода 5 и катод второго диода 6 подключены к выходу первого операционного усштителя 2. Входная шина, первая и вторая выходные сшны соответственно через четвертьй 7, пятьй 8 и шестой 9 резисторы подключены к неинвертирующему входу второго операционного усилителя 10, инвертирующий вход которого подключен к общей шине. Выход второго операционного усилителя через седьмой резистор 11 соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя 2,, а через восьмой резистор 12 - с инвертирующим входом третьего операционного усилителя 13, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине. Вы- ход третьего операционного усилителя 13. соединен через девятьй резистор 14 с его инвертирующим входом, а через десятьш резистор 15 - с не- инйертирующим входом второго операционного усилителя 10.

Линейный вьшрямитель работает сле- ДУЮ1ДИМ образом.

При подаче на входной резистор 1 переменного синусоидального напряжения на выходе операционного усилителя 2 формируется противофазное переменное напряжение, полуволны которого поочередно отпирают диоды 5 и 6.. Вследствие этого для каждой из полу- .воЛн через резисторы 3 и 4 поочеред

10

257538

но замыкается цепь отрицательной обратной связи, в результате чего на выходных шинах формируются выпрямленные пульсирующие напряжения: на первой шине - положительное, а на второй - отрицательное.

Второй 10 и третий 13 операхшон- ные усилители с подключенными к ним резисторами 7, 8, 9, 12, 14 и 15 представляют собой сумматор с компенсирующим каналом в цепи отрицатель- нгй обратной связи. Операционньп1 усилитель .10 алгебраически cyMNmpyeT. полуводны выходных напряжений с входным напряжением. Если полуволны выходных напряжений отличаются по амплитуде от соответствуяэщих полуволн входного напряжения, то выходное напряжение усилителя 10 воздействует через резистор 11 на входное напряжение операционного усилителя 2 таким образом, что погрешность - разница амплитуд полуволн входного и выходных напряжений - уменьшается,- Третий операционный усилитель 13 образует вместе с резисторами 12, 14 и 15 цепь отрицательной обратной связи в сумматоре и обеспечивает алгебраи15

20

25

ческое суммирование.при котором для каждой полуволны на выходе сумматора формируется напряжение ошибки.

Повышение точности можно показать математически. Погрешность в измерительнь(х выпрямителях возникает из-за того, что .пад€;ние, напряжения на вып- рямительньгх диодах 5 и 6 соизмеримо с амплитудой выпрямляемого.напряжения. Для простоты положим сопротивления

резисторов равными. Входное и выходное напряжение первого операционного усилителя 2 св.ч:заны следующим образом:

и; U8 . UK

44.9 II) lio)(A) и,, (О

А+2 А+2

А+2

°)

де и;

и

входное.напряжение; выходное напряжение операционного усилителя 2,

А - коэффициент усиления опера-- ционного усилителя 2 при разомкнутой цепи отрицательной обратной связи; Ug - падение напряжения на диоде

5 или 6;

и - выходное напряжение cyMt-ja- тора на операционных усилителях 10 и 13.

Поскольку

, Uo э о , где и - одно из выходных напряжений

ч)

выпрямителя,

UK (U;- +

где К - коэффициент передачи суммато ра, то выходное напряжение на первой или второй йыходных шинах равно

(2)

преобразования

- 1)-100%. (3)

Иэ (3) вытекает, что введение сумматора с инвертирующим усилителем в цепи обратной связи, обеспечивающего вьщеление ошибки при суммировании входного и вьгходных сигналов, обеспечивает уменьшение погрешности.

Таким образом, отличия линейного выпрямителя позволяют повысить точность преобразования. Макетный образец линейного выпрямителя выполнен на операционных усилителях 140 УД8, диодах КД514А и резисторах С2-29В - 0,25-5 кОм ±0,1%.

На частоте 10 кГц погрешность вьшрямления не превышает 1%. Формула изобретения

Линейный выпрямитель, содержащий входной резистор, через который входРедактор М.Петрова

Заказ 4912/42

Тираж 728Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, у.тг . 1роектная, 4

2575384

ная шинг подключена к инвертирующему входу первого операщюнного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, второй и тре- 5 тий резисторы, через которые инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен соответственно с катодом первого диода и первой вы- . ходной шиной, а также с анодом вто10 рого диода и второй выходной шиной, аноды первого и второго Диодов подключены к выходу первого операционного усилителя, отличающий- с я тем, что, с целью повышения

5 точности, в него дополнительно введены второй и третий операционные усилители и семь резисторов, при этом входная шина, первая и вторая выходные шины соответственно через

20 четвертый, пятый и шестой резисторы подключены к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к общей шине, выход второго опе25 рационного усилителя через седьмой резистор соединен с инвертиру1йщим входом первого операционного усилителя, я через восьмой резистор - с инвертирующим входом третьего опера30 ционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход через девятьй резистор - с его инвертирующим входом, а через десятый резистор - с неинвертирующим входом второго операционного усилителя .

.Составитель Л.Пучковский

Техред Л.0лe шик Корректор И.Муска

Изобретение относится к технике злектроизмерений. Может бьггь использовано в приборах для измерения переменного напряжения путем его преобразования в постоянное. Цель изобретения - повьшоние точности путем коррекции выпрямляемого сигнала по результатам cy п poвaния входного напряжения полуволнами выпрямленных входных напряжений, пя дост1гаения поставленной цели в устройство, содержащее входной резистор 1, первый операциснньш усилитель 2, резисторы 3 и 4, диоды 5 и 6, введены резисторы 7, 8, 9, 11, 12, 14, 15 и операционные усилители 10 и 13. Введенные элементы представляют собой сумматор с компенсирующим каналом в цепи отрицательной обратной связи. Введение сумматора обеспечивает выделение ошибки при суммировании входного и выходного сигналов, обеспечивает уменьше-- ние погрешности и тем самым повышает точность преобразования. На частоте 10 кГц погрешность выпрямления не превышает 1%. 1,ил. с 9 (Л СИНН , Ui ТЁ1 .4ir - 00