Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1980 года по МПК G01R19/22 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в прецизионных измерительных системах, обеспечив,аюиих выделение модуля переменного напряжения.

Известно устройство для выделения модуля переменного напряжения, содержащее операционный усилитель с диодё1ми и резисторами в цепи ооратной связи, а также масштабный преобразователь, выполненный на резисторах 1 .

Недостаток этого устройства заключается в зависимости параметров преобразования, в частности линейности характеристики, от соотношения резисторов. Кроме того, устройству свойственна невысокая точность, обусловленная температурной нестабильностью обратных параметров выпрямительных диодов,.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий, в частности, три резистора, первый из которых одним из выводов соединен с шиной нулевого потенциала, два операционных усилителя, инвертирующий вход первого из которых через второй резистор подключен к выходной клемме устройства, а через третий резистор - к его входной

S клемме, связанной с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, диод, установленный в выходной цепи второго операционного усилителя 2 .

to

Недостаток устройства заключается во влиянии температурной нестабильности обратных параметров запертого диода на точность преобразования. Кроме того, из-за вхождения

15 одного из усилителей устройства в насыщение ограничивается полоса преобразуемых частот, поскольку для восстановления данного усилителя требуется значительное время.

20

Цель изобретения - повышение точности преобразования переменного напряжения в постоянное (выделение модуля) и расширение полосы преобразуемых частот.

25

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий три резистора, первый ий которых одним на выводов соединен с шиной

30 нулевого потенциала, два операционных усилителя, инвертирую аий вход первого из которых через второй реяистор подключен к выходной клемме устройства, а через третий резистор к его входной клемме, связанной с ноинвертирующим входом второго опер ционного усилителя, диод, установленный в ВЫХОДНОЙ цепи второто опер ционного усилителя, введены пять дополнительных диодов и два резисто причем инвертирующий вход и выход первого операционного усилителя сое динены цепочкой из первого и второг дополнительных диодов, к общей точк которых подключен другой вывод первого резистора, инвертирующий вход и выход второго операционного усилителя соединены цепочкой из третье и четвертого дополнительных диодов, общая точка которых через один из дополнительных резисторов связана с входной устройства, пятый дополнитель:)ый диод установлен межд выходом первого операционного усилителя и выходной клеммой устройств связанной с диодом в выходной цепи нторого операционного усилителя и через другой дополнительный резисто с инвертирующим входом второго опер ционного усилителя, а неинвертирующий вход neivijoro операционного усил теля подключен к шине нулевого потенциала . На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предло женного преобразователя переменного напряжения в постоянное, В состав устройства входят операционные усилители 1, 2, резисторы 3-7, и диоды 8-13. Инвертирующий вход операционного усилителя 1 соединен с резисторами 3,4 и диодом 8, а неинвертирующий вход - с шиной нулевого потенциала. Инвертирующий вход операционного усилителя 2 подключен к резистору 7 и диоду 12, а неинвертирующий вход - к резистор 6 и входной клемме устройства. Преобразователь работает следующим образом. При положительной полярности входного сигнала выходное напряжение операционного усилителя 1 смещает диод 10 в область запирания и открывает диоды 8, 9, включенные в цепь обратной связи. Выбранное включение диодов 8, 9 препятствует насыщению операционного усилителя 1 Резистор устанавливается таким, что бы он не нагружал операционный усилитель 1 и в то жевремя был достаточным для замыкания на землю обрат ного тока диода 9 при другой полярн сти напряжения на нем, В это время выходное напряжение операционного усилителя 2 открывает диод 17 и запирает диоды 11, 12. Через диод 13 и резистор 7 замыкается 100%-ная последовательная обратная связь, в результате чего иа выходе устройства образуется сигнал той же полярности и практически той же амплитуды, что и на входе. Влияние обратных токов запертых диодов 10, 11, 12 на стабильность выходного напряжения преобразователя практически отсутствует. Влияние температ.р юй зависимости обратного тока диода 10 уменьшается в К раз, где V - коэффициент усиления операционного усилителя 2. Обратный ток диода 11 протекает через резистор 6 и внутреннее сопротивление входного источника напряжения. Поскольку последнее очень мало, этот обратный ток практически не изменяет входного напряжения. Обратный ток диода 12 отсутствует, так как разность потенциалов между его электродами близка нулю. При отрицательной полярности входного сигнала включается инвертирующий канал, а неиннертирующий отключается от выхода. Теперь, наоборот, открыты диоды 10, 11, 12, а диоды 8, 9 , 13 закрыты. Открытие диодов 11, 12 предотвращает насыщение операционного усилителя 2, Полярность выходного сигнала получается обратной входному, т,е, формируется вторая полуволна выходного напряжения. При этом коэффициент передачи преобразователя определяется отношением двух резисторов 3, 4, воторое можно подобрать достаточно точно. Температурная зависимость обратных параметров запертых диодов 8, 9, 13 не сказывается на стабильности выходного напряжения. Влияние диода 13 уменьшается в 1, раз, где 1 - коэффициент усиления операционного усилителя 1, Обратный ток диода 9 замыкается на землю через резистор 5, а обратный ток диода 8 вообще отсутствует, так как на обоих его электродах имеются нулевые потенциалы. Таким образом, выбранное включение диодов в обратных связях исключает возможность насыщения операционных усилителей при одновременном устранении влияния температурной зависиг ости обратных параметров диодов на стабильность выходного напряжения. В результате повышается точность И широкополос- ность преобразователя переменного напряжения в постоянное. Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий три резистора, первый из которых одним из выводов соединен с шиной нулевого потенциала, два операционных усилителя, инвертирующий вход

первого из которых через второй резистор подключен к выходной клемме устройства, а через третий резистор - к его входной клемме,связанной с кеинвертирующим входом второго операционного усилителя, диод, установленный в выходной цепи второго операционного усилителя, о тличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования и расширения полосы преобразуемых частот, в него введены пять дополнительных диодов и два резистора, причем инвертирующий вход и выход первого операционного усилителя соединены цепочкой из первого и второго дополнительных диодов, к общей точке которых подключен др.. го и вывод первого резистора, инвертирующий вход и выход второго операционного усилителя соединены цепочкой из

третьего и четвертого дополнительных диодов, общая точка которых через один из дополнительных резисторов связана с входной клеммой устройства, пятый дополнительный диод . установлен между выходом Первого операционного усилителя и выходной клеммой устройства, связанной с диодом в выходной цепи второго операционного усилителя и через другой дополнительный резистор - с инвертирующим входом второго операционного усилителя, а неинвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к шине нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 415667, кл.С 06 G 7/12, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 493739, кл. G 01 R 19/22, 1974.

Вых.