Преобразователь переменногоНАпРяжЕНия B пОСТОяННОЕ Советский патент 1981 года по МПК H03D1/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться в цифровых-И стрелочных вольтметрах и устройствах автоматики. Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий операцион ный усилитель с резистором на входе и двумя цепями отрицательной обратной связи, вьшолненными каждая в виде .последовательно соединенных диода и резистора, причем диоды подключены к выходу операционного усилителя разнополярными злектродалш, а другие электроды диодов через дополнительные резисторы подключены к общей шине 1. Однако такой преобразователь не поз&оляет получать как средневыпрямленные, так и амплитудные значения входного сигнала при сохранении точности, линейности и стабильно. . ти преобразования без существенной переделю схемы. Цель изобретения - обеспечение возможности получения как средневыпрямленных, так и амплитудных значений входного сигнала при сохранении точности, линейности и стабилбности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем операционный усилитель с резистором на входе и двумя цепями отрицательной обратной связи, выполненными каждая в виде последовательно соединенных диода и резистора, причем диоды подключены к выходу операционного усилителя разнополярными электродами, а другие электроды диодов через дополнительные резисторы подключены к общей тине, между входом операционного усилителя и резистором в одной из цепей oтpицaтejп нoй обратной связи включен первый конденсатор, а между резистором и диодом другой цени отрицательной обратной связи включены параллельно соединшные второй конденсатор и ключ. На чертеже приведена электрическая принципиальная схема-предлагаемого преобразователя. Преобразователь содержит резистор 1, операционный усилитель 2, цепи 3 и 4 обратной связи,, состоящие из диодов 5 и 6, резисторов

7 и 8, первого 9 и второго 10 конденсаторов и ключа 11, а также дополнительные резисторы 12 и 13, выход 14.

Преобразователь работает следующим образом.

Преобразуемое переменное напряжение через резистор 1 поступает на вход операционного усилителя 2, на выходе которого это напряжение выделяется в противоположной полярности и распределяется через диоды 5 и 6 в соответствии с их полярностью. Обратная связь для положительных полуволн выходного напряжения операционного усилителя 2 замыкается через резистс 7 и конденсатор 9, для отрицательных - через резистор 8 и конденсатор 10. Когда ключ 11 разомкнут, обратная связь для обоих полуволн симметрична. На каждом из конденсаторов 9 и 10 выделяется постоянное напряжение, равное среднему значению последовательностей положительньк или отрицательных полуволн. Так как постоянная составляющая через цепи 3 и 4 обратной связи не проходит, операционный усилитель 2 работает как усилитель переменного напряжения.

Напряжение конденсатора 9 наложено на малое входное напряжение операционного усилителя 2, которое меньще выходного пример но в К раз, где Ко - коэффициент усиления операционного усилителя 2. Позтому напряжение конденсатора 9 практически не содержит пульсаций, вьщеляется относительно общей щины (вход операционного усилителя 2 является потенциально заземленной точкой, т.е. его потенциал очень близок к потенциалу общей щины) и поступает на выход 14. Если ключ 11 замкнут, сначала последовательность отрицательных полуволн поступает на вход операционного усилителя 2 со своей постоянно составляющей, равной среднему значению этой последовательности. Под действием обратной связи постоянный уровень выходного напряжения операционного усилителя 2 сдвигается до тех пор, пока полностью зфавнов шиваются токи на входе операционного усилителя 2.

Уровень выходного напряжения операционного усилителя 2 сдвигается в положительную сторону на величину амплитудного значения отрицательных полуволн вьгкодного напряжени операционного усилителя 2, измеренного относительно среднего уровня, так как только в этом случае через цепи 3 и 4 обратнш связи постоянный ток также не поступает. Выходное напряжение шерационного усилителя 2 касается своими минимумами уровня потенциала корпуса, и практически все время обратная связь осуществляется через цепь 3. Через резистор 8 обратная связь осуществляется в основном только при резком увеличении амплитуды входного сигнала в переходном процессе. Конденсатор 9 заряжаедся до среднего значения сигнала, поступающего на цепь 3 обратной связи, которое в этом случае равно амплитудному значению отрицате; 1ьной (на выходе операционного усилителя 2) полуволны переменного напряжения.

Таким образом, при разомкнутом ключе И напряжение, снимаемое с выхода 14, пропорционально средневыпрямленному значению преобразуемого переметного напряжения, а при замкнутом ключе 11 - амплитуде положительной его полуволны.

.Изобретение обеспечивает как средневыпрямленное, так и амплитудное преобразование, переход от одного режима к другому осуществляется простым -замыканием одного конден

сатора, выходное напряжение снимается в обоих случаях с одного и того же вывода, при этом за счет использования обратных связей для обоих видов преобразования сохраняется точность, линейность и стабильность преобразования.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий операционный усилитель с резистором на входе и двумя цепями отрицательной обратнст связи, выполненными каждая в виде последовательно соединенных

диода и резистора, причем диоды подключены к выходу операционного усилителя разнополярными электродами, а другие электроды диодов через дополнительные резисторы подключены к общей шине, отличающий

с я тем, что, с целью обеспечения возможности ползчения как средневыпрямленных, так и амплнтудньк значений входного сигнала при сохранении точности, линейности и стабильности преобразователя, между входом операционного усилителя и резистором в одной из

цепей отрицательной обратной связи включен

первый конденсатор, а между резистором и

диодом другой цепи отрицательной обратной

связи включены параллельно соединенные второй конденсатор и ключ.

Источнщсн информации, принятые во внимание при экспертизе I. Волгин Л. И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное.

М., Советское радио, 1977, с. 192, рис. 4.23 (прототип).