Синхронный демодулятор Советский патент 1980 года по МПК H03D3/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в высокоточных системах автоматического регулирования, аналоговых вычислительных устройствах при наличии синфазного и проти вофазного входных сигналов. Известен синхронный демодулятор, содержащий основной Ъперационный усилитель с цепью резистивной отрицательной обратной связи и резистором, включенным между его неинвертирующим вхбдом Мг общей шиной, две резистивные цепи, выполненные каждая в виде двух последова тельно соединенных резисторов, точка соединения которых через ключ подключе ва к общей шине, и генератор опорного ситнала, соединенный с управляющими входами ключей, при этом выход одной из резистирных цепей подключен к инвер тирующему входу основного операционного усилителя р. Однако известное устройство имеет ограниченный температурный диапазон работы и пониженную точность. Цель изобретения - повышение точности и расширение темг(ерату(эного диапазона работы. Для достижения указанной цели в синхронный демодулятор, содержащий, основной опера1шонный усилитель с цепью резистивной отрицательной обратной связи и резистором, включенным между его неинвертирующим входом и общей шиной, две резистивные цепи, выполненные каждая в виде двух последовательно соединенных резисторов, точка соединения коTopiix через ключ НОдкЛЮчена к общей шине, и генератор опорного сигнала, соединенный с управляющими входами ключей, при этом выход одной из резистивных цепей подключен к инвертирующему входу основного операционного усилителя, введены два дополнительных onepaimoH1:ыХ усилителя с входными резисторами соответственно на инвертирующем входе первогои неинвертйруютлем входе второго дополнительных операшюнкмх усилителей, при этом неинвертирующий пер) инвертирующнй ёвдК йтЙрого Пополнительных операционных усилителей через дополнительные резисторы соединены с выходом оснрвного операшЬнного .усилителя, Bfcixo/fci дополн11тбльных операш онных усилителей подключены ко входам резистивных цепей, и выход второй резистивной цепи соединен с инвертирующим входом основного оперйШонного усилителя. На чертеже прйбедена структурна схема предложенного синхронного демодулятора. Синхронный демодулятор содержит два дополнительных операционных усилигтеля 1, 2, основной операционный усилитель 3, два ключа 4, 6, два входных резистора 6, 7, два дополнительных резис-тора 8, 9, резисторы 10, И, 12, 13, 14, 15, генератор опорного сигнала 16. Синхронный демодулятор работает сле; дуюпшм образом. Входной сигнал при открытом ключе 4 (открыт опорным напряжением оп. с Генератора опорного напряжения 16) не проходит на выход основного операционного усилителя 3, так как заземляется через переход коллектор-эмиттер ключа 4. Остаточное напряжение на выходе Основного операционного усилителя 3, опред:еляемое ключом 4, равно Uf и при большом коэффи- 3М йиенте усиления К дополнительного опе рационного усилителя 1, и стремится к нулю. В это время ключ 3 закрыт опорным напряжением UQ, с генератора опорного напряжения 16 и входной сигнал Ug проходит через дополнительный операционный усилитель 2, входной резистор 7, резисторы 12, 13, основной операционный усилитель 3. Наличие дополнительного резистора 9, соединяюшетх)вь1х6д основного операционного усили теля 3 с неинвертирующим входом допол н йтШШбгхэоперационного усилителя 2, «| йвШШт к увёлй Ш1ШЙ Ш&Шюг ления по инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя 2 в К раза и при большом его усилении входное сопротивление стремится к бесконечности. Поэтому ограничительный входной резистор 7 яе йлияет на точнос прохдждёния сигнала U. параметров резисторов 12, 13 и ключа 5 ослаблено в К раза (реально в 10 -Ю раз),чт припопит к независимости MbixortHoro сиг нала синхронного демодулятора 0, от араметров указанных элементов в перый полупериод входного сигнала При смене фазы входного сиг опорного напряжения, входной сигнал U, при открытом ключе 5 (открыт бпорным на Пряжёнйем UQ с гёнератора опорного напряжения 16) не проходит на выход основного операционного усилителя 3, так как заземляется через переход коллектор-эмиттер ключа 5. Остаточное напряжение на выходе основного операционного усилителя 3, определяемое ключом 5, равно .и .3 s большом коэффициенте усйЛения R дополнительного операционного усиЛителя 2 и„, . стремится к нулю. В это ост. а Л л njrJItU. L J Вре- мя ключ 4 закрыт опорньпА н&прлжёнием JQ (оно сменило фазу) с генёр iTopa опорного Н1апРяжения 16 и входной сигч д, . . . . 1 - , нал проходит через входнойрезистор 6, дополнительного onepamio iHoro усилителя 1,резисторы 1О, 11, основной операционный усилитель 3. Наличие дрполнительного резиЬтора 8, соединяющего выход Оснойного onepaioioHHoro усилителя 3 с Иеийвёртируйщим входом дополнительного операционного усилителя 1, приводит к увеличению входного сопротивления по инвертирующему входу дополнительного операционногоусилителя 1 в К раза и при большом его усилении (реально 10 -Ю). входноё Ьопротивл;енйё стремится к бесконечности. Поэтойу of райотйтельный входной резистор 6 невлияет на точность г рохождения сигнала 0 . Влияние параметров резисторов. 1О, и к:лгоча 4 ослаблено в К разаГчто приводит к независимости выхо дйыпО сигнал а демо дул ято р а вых .от параметров указанных эгементов в другой по луп ерио)я входного сигнаПредлагаемый синхронный демодулятор выгодно отличаете от извес- ного TiSM, что его параметры не зависят от параметров применяемых элементов, т. е не критичйы к температуре окружающей среды, что позволяет сушественйо расширить температурный диапазон работы и повысить точность. Ф о р му л а и 3 о б р е т е CHHxpoHJFibifl п молулятор, Сбпержа1го1й основной ойерйцйонный усилитель Ь iieпью рези стйвной бтрнпатёльной обрчткой

связи и резистором, включенным между его неинвертирую1штм входом и общей шиной, две резистивные цепи, выполненны каждая в виде двух последовательно соединенных резисторов, точка соединения которых через ключ подалючена к общей шине, и генератор опорного сигнала, соединенный с управляющими входами ключей, при этом выход одной из резистивных цепей подключен к инвертирующему входу основного операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения температурного диапазона работы, введены два дополнительных операционны усилителя с входными резисторами соответственно на инвертирующем входе первого и неинвертирующем входе второго

дополнительных операционных усилптелой, при этом неинвертирующий вход первого и инвертирующий вход второго дополнительных операционных усилителей через дополнительные резисторы соединены с выходом основного операционного усилителя, выходы дополнительных операционных усилителей подключены ко входам резистивных цепей, в выход второй резистивной цепи соединен с инвертирующим входом основного Операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Марше Ж. Огерационные усилители и их применение. Л., Энергия, 1974, с 88-89 (прототип).