Преобразователь переменногоНАпРяжЕНия B пОСТОяННОЕ Советский патент 1981 года по МПК H02M7/06 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕ1ШОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике и может быть применено при построении устройств, от которых требуется быстро преобразование переменного напряжения в постоянное пропорционально средневыпрямленным значениям, может найти применение при разработке генераторов/ детекторов, в системах автоматики, в приборостроении и т.п Известен преобразователь перемен ного напряжения в постоянное,содержащий резистивно-дирдный мост и операционный усилитель, выход котор го подключен к общей точке разноиме ных электродов диодов моста, а источник переменного напряжения присо единен к общей точке резисторов моста, причем операционный усилитель охвачен цепью обратной связи, включоиющей в себя дополнительные транзисторы, конденсаторы и резисторы Недостатками известного преобразо вателя является наличие значительной переменной составляющей в выходном преобразованном напряжении, что приводит к появлению погрешности преобразования, а также относительная сложность. |1аиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий резистивно-диодный мост, операционный усилитель, выход которого подключен к общей точке сое.цинения разноименных электродов диодов, а общая точка соединения резисторов связана со входной шиной 2 . Недостатком этого преобразователя является недостаточная точность преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь параллельно последовательно включенным резисторам моста подключен дополнительно введенный конденсатор,а инвертирующий вход операционного усилителя подключен к точке соединения катода диода с конденсатором, причем операционный усилитель выполнен с развязанными по постоянному току входом и выходом. На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя, в составе преобразователя использован операионный усилитель с потенциальнымаходом и выходом; на фиг. 2 - опера- ионный усилитель с развязанными с омощью конденсаторов входом и выодом.

Преобразователь содержит входную ину 1, разделительный конденсатор 2, первый и второй резисторы 3 и 4 с первым и вторым диодами 5 и б, обазующие резистивно-диодный мост, операционный усилитель 7, общую шину 8, выходные выводы преобразователя 9 и 10, конденсаторы 11-13.

Работает преобразователь следующим образом.

Преобразуемое напряжение подают на входную шину-1 через разделительный конденсатор 2, величину емкости конденсатора 11 подбирают такой, чтобы частота среза фильтра конденсатор 11 - резистор 3 или конденсатор 11 - резистор 4 была меньше нижней частоты преобразуемого напряжения.

В таком случае переменные напряжения в общих точках диодов и резисторов моста близки к нулю за счет : воздействия отрицательной обратной связи. При положительном полупериоде преобразуе1 их напряжений создаются примерно равные токи, текущие на выход усилителя 7 через цепь резистор 4 - диод 6 и через цепь резистор 3 - конденсатор 11 - диод 6. При этом ток, текущий через резистор 3, заряжает конденсатор 11. При отрицательном полупериоде преобразуемого напряжения возникают токи, текущие через резисторы 3, 4 и диод 5 в обратном направлении, но ток, текущий в конденсатор 11, сохраняет прежнее направление и процесс заряда конденсатора продолжается. Установившийсяпроцесс наступает, когда постоянный ток разряда конденсатора через резисторы 3 и 4 оказывается равным двухполупериодновыпрямленному току заряда конденсатора 11. При этом заряжается также .конденсатор 2 в зависимости от резистивного делителя напряжения резисторы 3 и 4). Постоянное напряжение на инвертирукядем входе усилителя 7 (на фиг.1 - усилитель -постоянного тока) близко к нулю, а выходом преобразователя при таком включении служит общая точка диода 6 и резистора 4, где имеется полное напряжение конденсатора 11. Если недoпycти ю попадание дрейфа усилителя на выход преобразователя, то можно блокировать вход и выход усилителя дополнительными конденсаторами 12 и 13. в таком случае конденсатор между входной шиной 1 и общей точкой резисторов 3 и 4 можно не использовать, так как при равенстве резисторов 3 и 4 обкладки конденсатора 11 .имеют равные и противоположные по знаку потенциалы относительно общей

шины, и постоянные напряжения в общей точке резисторов 3 и 4 оказываются скомпенсированными. Схема преобразователя может быть реализована и с усилителем переменного тока. е В этом случае выход лучше снять с общей точки резистора 3 и диода 5, так как в этой точке переменная составляющая напряжения в К раз меньше, чем на выходе усилителя 7(фиг.2.

Повышение точности в предложенном преобразователе по сравнению с из(вестным достигается тем, что на выходе устройства имеется выпрямленное постоянное напряжение, причем переменная составляющая выпрямленного напряжения подавлена. Благодаря этому отсутствует колебание выходного напряжения и тем самым повышается точность преобразования.

Дополнительное повышение точности

0 достигается за счет того, что схема содержит небольшое количество элементов.

Предлагаемое изобретение обеспечивает создание щ еобразователя с

5 диапазоном линейного преобразования более 80 дБ, что открывает ему широкую область применения - от простых детекторов до прецизионных приборов, работающих на уровне эталонов. Быстродействие преобразователя в 3-10 раз вьлие, чем у известных устройств, что делает возможным его применение в автоматизированных системах управления и измерения.

Формула изобретения

резистивно-диодный мост, операционный усилитель, выход которого подключен к общей точке соединения разноименных электродов диодов, а общая точка соединения резисторов

связана со входной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в нем параллельно последовательно включенным резисторам моста подключен дополнительно введенный конденсатор, а инвертирующий вход операционного усилителя подключен к точк соединения катода диода с конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип).

Г

-L