Устройство для выделения модуля сигнала Советский патент 1981 года по МПК G06G7/12 

(St) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ СИГНАЛА

Изобретение относится к аналоге- н вой вычислительной и измерительной технике, а также к устройствам обработки информации.

Известны выпрямители среднего значения, содержащие диоды и резисторы, включенные в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1 .

Известно также устройство для выделения модуля, содержащее дифференциальный операционный усилитель с встречно-параллельными соединенными диодами в цепи отрицательной обратной связи по инвертирующему входу усилителя 2.

Введение операционных усилителей в данные устройства преследует цель уменьшить погрешности, обусловленные .неидеальностью вольт-амперных характеристик диодов,

недостаток yкaзaJ ныx устрюйств - наличие напряжения на выходе детектора при входном сигнале, равном нулю.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущност является устройство для выделения модуля, содержащее операционный усилитель с встречно-параллельными соединен-, ными диодами в цепи отрицательной обратной связи по инвертирующему ВХОДУ усилителя, к которому через резистор подключен источник переменного сигнала, причем анод первого диода, соединенный с катодом второго диода, подключен к выходу операционного усилителя, катод первого диода, являющийся выходом устройства, соединен с первым выходом резистора, второй вывод которого подключен к аноду второго диода и инвертирующему входу усилителя, неинвертирующий вход последнего соединен с общей шиной устройства ЗЦ.

Недостатком .известного устройства является погрешность преобразования, обусловленная конечным значением входного тока операционного усилите ля и проявляющаяся в наличии напряжения на выходе при входном.сигнале, райном нулю. Цель изобретения - повышение точности. Указанная цель достигается -тем, что в устройство для выделения модуля сигнала, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а инвертирующий вход через параллельно соединенные первый разделительный диод и последовательно включенные первый масштабный резистор и второй разделительный диод подключен к выходу операционно о усилителя, к инвертирующему входу которого подключен первый вывод второго масштабного резистора, причем общий BbiBO/q первого масштабного .резис тора и второго разделительного диода соединен с выходной клеммой устройства, введены дополнительный масштабный резистор, повторитель напряжения .и разделительный конденсатор, причем второй вывод второго масштабного резистора через дополнительный масштаб ный резисюр подключен к выходу операционного усилителя и через последовательно включенные разделительный конденсатор и повторитель напряжения соединен с входной клеммой устройства На чертежепредставлена функциональная схема предлагаемого детектора. Детектор содержит повторитель 1 напряжения, операционный усилитель 2, неинвертирующий вход которого сое динен с шиной нулевого потенциала, разделительные диоды 3 и t, масштабный резистор 5 включенные в цепь от рицательной обратной связи по инвертирующему входу, к которому подключе второй масштабный резистор 6 и допол нительный масштабный резистор 7, при чем катод диода t, соединенный с анодом диода 3, подключен к выходу усилителя 2, катод диода 3 является выходом устройства и соединен с резистором 5, второй вывод которого подключен к аноду диода 4 и инвертирую|Дему входу усилителя 2, резистор 7 включен между выходом операционног усилителя и выводом резистора 6, источник сигнала подключен ко входу повторителя 1 напряжения, выход кот рого через разделительный конденсатор 8 подсоединен к резистору 6. . 4 Устройство работает следующим образом. При подаче на вход положительной полуволны переменного напряжения последняя инвертируется операционным усилителем 2, обратная связь по инвертирующему- входу замыкается через диод . Диод 3 закрыт отрицательным, напряжением на выходе операционного усилителя. Следовательно, при положительной полуволне входного напряжения выходное напряжение детектора равно нулю. При подаче на вход отрицательной полуволны входного напряжения последняя инвертируется операционным усилителем, обратная связь замыкается через диод 3 и резистор 5, при этом диод t закрыт положительным напряжением с выхода операционного усилителя. Рассмотрим работу схемы по постоянному току, т.е. при входном сигнале , считая, что отрицательная обратная связь через резистор 7 разомкнута. При этом по цепи отрицательной обратной связи протекает ток. Этот ток создает падение напряжения на резисторе 5, которое смещает детекторную характеристику и может рассматриваться как погрешность преобразования из-за конечной величины входного тока усилителя. Замыкаем цепь отрицательной обратной связи через резистор 7, считая условно, что диоды и 3 закрыты, для чего необходимо и достаточно, чтобы соблюдалось неравенство k U ™ 6xГRЛЗ oтn, напряжение отпирания диода;Up - напряжение на выходе операционного усилителя; , сопротивление масштабных резисторов 6 и 7. Выбирая в качестве нелинейного элемент с резко выраженной нелинейностью, например диод кремниевого типа, можно значительно расширить область выполнения неравенства. При этом можно считать, что ток отрицательной обратной связи Upj - проходит на вход усилителя через.резисторы 7 -И 6 и не проходит через цепь резистор 5 и диод 3 следовательно, напряжение на выходе устройства близко к нулю. Кроме того, поскольку

входной ток операционного усилителя и напряжение отпирания диода изменяются с одинаковым знаком в зависимости от температуры окружающей среды (растут при пониженной температуре и падают при повышенной) предлагаемое построение схемы гарантирует выполнение неравенства в широком диапазоне температур.

Формула изобретения

Устройство для .выделения модуля сигнала, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а инвертирующий вход через параллельно соединенные первый разделительный диод и последовательно включенные первый масштабный резистор и второй разделительный диод подключен к выходу операционного усилителя, к инвертируюпему входу которого подключен первый вывод второго масштабного резистора, причем общий вывод первого

(масштабного резистора и второго разделительного диода соединен с выходной клеммой устройства, отличающееся тем, что, с целью

повышения точности, в него введены дополнительный масштабный резистор, повторитель напряжения и разделительный конденсатор, причем второй вывод второго масштабного резистора через

дополнительный масштабный резистор подключен к выходу операционного усилителя и через последовательно включенные разделительный конденсатор и повторитель напряжения соединен с входной клеммой устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1974, с. 89, рис. 5-63 (прототип).

Л/Г.

,i.

J

км