CS205828B1 - Connection of the phase sensitive rectifier - Google Patents
Connection of the phase sensitive rectifier Download PDFInfo
- Publication number
- CS205828B1 CS205828B1 CS186979A CS186979A CS205828B1 CS 205828 B1 CS205828 B1 CS 205828B1 CS 186979 A CS186979 A CS 186979A CS 186979 A CS186979 A CS 186979A CS 205828 B1 CS205828 B1 CS 205828B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- input
- switch
- output
- resistor
- amplifier
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
Vynález se týká zapojení usměrňovače citlivého na fázi.The invention relates to the connection of a phase sensitive rectifier.
: V některých zařízeních, jako jsou například měřicí ústředny, elektronické měřicí přístroje, některá zařízeňí aútomatizaění techniky, případně v chemické instrumentaci, je nutno za účelem například usměrnění střídavých elektrických signálů malých úrovní přepínat polaritu zesílení zesilovače. Polaritu zesílení zesilovače je v tomto případě nutno přepínat synchronně s ovládacím signálem.Note: In some devices, such as control panels, electronic measuring instruments, some equipment and automation equipment, or chemical instrumentation, the amplification polarity of the amplifier must be switched in order to rectify the AC electric signals of small levels. In this case, the amplifier polarity of the amplifier must be switched synchronously with the control signal.
K těmto účelům se používá usměrňovačů citlivých na fázi, které jsou zejména v poslední době konstruovány prakticky pouze na bázi elektronických prvků. Tyto elektronické usměrňovače citlivé na fázi jsou často uváděny rovněž pod názvem fázový detektor. Uspořádání obvodu je však shodné i s dalšími obvody známými pod názvy vyvážený nebo balanční modulátor či demodulátor nebo střídač. Někdy se také hovoří v této souvislosti o zesilovačích s řízenou polaritou zesílení. Jednotlivé obvody se odlišují jen tím, jaké jsou vlastnosti vstupního a řídicího signálu, a které spektrální složky výstupního signálu využíváme.For this purpose, phase-sensitive rectifiers are used, which have been constructed practically solely on the basis of electronic elements, especially recently. These phase-sensitive electronic rectifiers are often also referred to as phase detectors. However, the circuit arrangement is identical to other circuits known as the Balanced or Balancing Modulator or Demodulator or Inverter. It is also sometimes referred to in this context about amplifiers with controlled polarity gain. Individual circuits differ only in what are the characteristics of the input and control signal and which spectral components of the output signal we use.
Je známa celá řada nejrůznějších zapojení usměrňovačů citlivých na fázi, přičemž ke konstrukci kvalitních usměrňovačů citlivých na fázi se v poslední době používá operačních zesilovačů. Obecným znakem těchto usměrňovačů je přepínání zpětnovazební odporové sítě operačního zesilovače tak, že obvod pracuje buď jako neinvertující zesilovač, nebo po přepojení zpětnovazební sítě jako zesilovač invertující. Přepojování zpětnovazební sítě operačního zesilovače se provádí jedním nebo častěji dvěma polovodičovými spínáči. Obvody těchto elektronických usměrňovačů citlivých na fázi jsou uspořádány tak, že odpor spínače v iáje- . pnutém stavu je souěástí zpětnovazební sítě operačního zesilovače. 1 } Společnou nevýhodou zmíněných elektronických usměrňovačů citlivých na fázi je, že se u nich v plné míře projevují nepříznivé reálné vlastnosti polovodičových spínačů, především odpor spínačů v sepnutém Stavu a závislost tohoto odporu na okolní teplotě a na přiloženém napětí, což vede k nepřesnosti a nestaj bilitě zesílení zesilovače, a tím i celého usměrňovače.A wide variety of phase-sensitive rectifiers are known, and opaque amplifiers have recently been used to design high-quality phase-sensitive rectifiers. A common feature of these rectifiers is to switch the feedback resistor network of an operational amplifier so that the circuit either acts as a non-inverting amplifier or after switching the feedback network as an inverting amplifier. The operational amplifier feedback network is switched by one or more often two semiconductor switches. The circuits of these electronic phase-sensitive rectifiers are arranged so that the resistance of the switch in the circuit is. is in the feedback network of the operational amplifier. 1} The common disadvantage of these phase-sensitive electronic rectifiers is that they fully exhibit unfavorable real properties of semiconductor switches, especially the resistance of the switches in the closed state and the dependence of this resistance on ambient temperature and applied voltage, resulting in inaccuracy and unstable the amplitude of the amplifier and thus the whole rectifier.
• Další nevýhodou většiny těchto usměrňovačů citlivých na fázi je jejich proměnný a pro některé aplikace , ' i příliš nízký vstupní odpor, který se mění v závislosti na tom, zda je obvod přepnut na kladný nebo na ! Another disadvantage of most of these phase-sensitive rectifiers is their variable and, for some applications, the input resistance too low, which varies depending on whether the circuit is switched to positive or negative !
Žápornýjpřenos. Za účelem eliminace této nevýhody je pak nutno před zmíněný_usměrňovač citlivý na fázi iNegative transmission. In order to eliminate this disadvantage, a phase-sensitive rectifier 1 is then required
205828i205828i
........................................... ........................................ 205 828 ............................................ ....... ................................. 205 828.
předřadit další obvod, obsahující zpravidla další aktivní prvky, což vede ke komplikaci a zdražení celého· zařízení.a further circuit, which usually contains other active elements, leads to complications and costs of the whole device.
Tyto nevýhody do značné míry odstraňuje zapojení usměrňovače citlivého na fázi podle vynálezu, jehož ' podstatou je, že první vstup rozdílového zesilovače je připojen mezi první zpětnovazební odpor a první spínač a druhý vstup rozdílového zesilovače je připojen mezi druhý zpětnovazební odpor a druhý spínač,, přičemž neinvertující vstup operačního zesilovače je připojen ke vstupu zapojení a výstup rozdílového: zesilovače k výstupu zapojení.These disadvantages are largely eliminated by the phase-sensitive rectifier circuit of the present invention, wherein the first input of the differential amplifier is connected between the first feedback resistor and the first switch and the second input of the differential amplifier is connected between the second feedback resistor and the second switch. the non-inverting input of the operational amplifier is connected to the wiring input and the differential output: the amplifier to the wiring output.
Výhodou zapojení usměrňovače citli vého na fázi podle vynálezu je, že se v něm neuplatňují reálné vlastnosti , polovodičových spínačů, poněvadž vstupy rozdílového zesilovače jsou připojeny až za spínače a velké i zesílení operačního zesilovače potlačuje napěťový ofset, časovou a teplotní nestabilitu, jakož i odpor polo- : vodičových spínačů v sepnutém stavu. «The advantage of wiring a phase-sensitive rectifier according to the invention is that it does not apply the real properties of semiconductor switches, since the inputs of the differential amplifier are connected downstream of the switches and the large amplification of the operational amplifier suppresses voltage offset, time and temperature instability -: wire switches in closed state. «
Další výhodou zapojení podle vynálezu je, že vstupní odpor usměrňovače je, obdobně jako u neinvertu- i jícího zesilovače s operačním zesilovačem, téměř nekonečný. Podle druhu použitého operačního zesilovače dosahuje vstupní odpor hodnot řádově až ΪΟ^'Ω. _ _____A further advantage of the circuitry according to the invention is that the input resistor of the rectifier is, as in the case of a non-inverting amplifier with an operational amplifier, almost infinite. Depending on the type of operational amplifier used, the input resistance is of the order of ΪΟ ^ 'Ω. _ _____
Zapojení usměrňovače citlivého na fázi podle vynálezu je znázorněno na výkrese. íThe wiring of the phase-sensitive rectifier according to the invention is shown in the drawing. and
Zapojení je opatřeno vstupem 1 a výstupem 2 a obsahuje operační zesilovač 3. Operační zesilovač 3 je ! opatřen invertujícím vstupem 4 a neinvertujícím vstupem 5 a výstupem 6. Zapojení rovněž obsahuje dva spínače 7,8, z nichž každý je opatřen řídicím vstupem 9 a řídicí obvod 10 spínačů 7, 8, opatřený výstupy 11, připojenými k jim příslušným řídicím vstupům 9 jednotlivých spínačů 7,8. Zapojení dále obsahuje odpor 12, dva zpětnovazební odpory 13, 14 a společný vodič 15. K invertujícímu vstupu 4 operačního zesilovače 3 je přeš odpor 12 připojen společný vodič 15. Rovněž k invertujícímu vstupu 4 operačního zesilovače 3 je přes první zpětnovazební odpor 13 a první spínač 7 a také přes druhý zpětnovazební odpor 14 a druhý spínač 8 připojen výstup 6 operačního zesilovače 3. Zapojení dále obsahuje rozdílový zesilovač 16, opatřený dvěma vstupy 17 a 17a a výstupem 18. Rozdílový zesilovač 16 může být běžného provedení a může například obsahovat druhý operační zesilovač 19, k jehož invertujícímu vstupu 4 je přes první vstupní odpor 20 připojen první vstup 17 rozdílového zesilovače 16 a přes Zpětnovazební odpor 21 výstup 18 rozdílového zesilovače 16, přičemž k neinvertujícímu vstupu 5 druhého operačního zesilovače 19 je připojen jednak přes druhý vstupní odpor 22 druhý vstup 17a rozdílového zesilovače 16, jednak přes zatěžovací odpor 23 společnýjyodič 15 zapojení. Výstup 6 druhého operačního zesilovače 19 je připojen k výstupu 18 rozdílového zesilovače 16.The wiring is provided with input 1 and output 2 and includes an operational amplifier 3. The operational amplifier 3 is! The circuit also comprises two switches 7,8, each having a control input 9 and a control circuit 10 of the switches 7, 8, provided with outputs 11 connected to their respective control inputs 9 of the individual. switches 7,8. The wiring further comprises a resistor 12, two feedback resistors 13, 14 and a common conductor 15. A common conductor 15 is connected across the inverting input 4 of the operational amplifier 3 via a resistor 12. 7, and also via the second feedback resistor 14 and the second switch 8 connected to the output 6 of the operational amplifier 3. The circuit further comprises a differential amplifier 16 provided with two inputs 17 and 17a and an output 18. 19, to whose inverting input 4 the first input 17 of the differential amplifier 16 is connected via the first input resistor 20 and the output 18 of the differential amplifier 16 is connected via the feedback resistor 21, the second input is connected to the non-inverting input 517a of the differential amplifier 16, on the one hand through the load resistor 23, the common wiring conductor 15. The output 6 of the second operational amplifier 19 is connected to the output 18 of the differential amplifier 16.
První vstup 17 rozdílového zesilovače 16 je připojen mezi první zpětnovazební odpor 13 a první spínač 7, přičemž druhý vstup 17a rozdílového zesilovače 16 je připojen mezi druhý zpětnovazební odpor 14 a druhý i spínač 8. Neinvertující vstup 5 prvního operačního zesilovače 3 je připojen ke vštupuTzapojení a výstup 18 j rozdílového zesilovače 16 k výstupu 2 zapojení.The first input 17 of the differential amplifier 16 is connected between the first feedback resistor 13 and the first switch 7, the second input 17a of the differential amplifier 16 is connected between the second feedback resistor 14 and the second switch 8. The non-inverting input 5 of the first operational amplifier 3 is connected to the input. the output 18j of the differential amplifier 16 to the output 2 of the wiring.
i Pro zapojení je charakteristické, že vždy je buď sepnut první spínač 7, kdežto druhý spínač 8 je rozpojen, nebo první spínač 7 je rozpojen a druhý spínač 8 je sepnut, přičemž oba spínače 7, 8 jsou řízeny známým způsobem signály z řídicího obvodu 10 spínačů 7, 8._ _ __ __________It is characteristic of the wiring that either the first switch 7 is always closed, while the second switch 8 is open, or the first switch 7 is open and the second switch 8 is closed, both switches 7, 8 being controlled in a known manner by signals from the control circuit 10. switches 7, 8._ _ __ __________
Je-li první spínač 7 rozpojen a druhý spínač 8 sepnut, jé na druhém vstupu 17a rozdílového zesilovače 16 napětí w4 o velikostiWhen the first switch 7 is open and the second switch 8 is closed, there is a voltage w 4 of
V (r2 + r4)(r6 + r7) Rj R2 + R4/ r'6(r2 + R4) + R7(R2 + #3 + ^4) ’ kde Rj značí hodnotu odporu 12, R2 hodnotu prvního zpětnovazebního odporu 13, R3 hodnotu druhého zpětnovazebního odporu 14, R4 hodnotu prvního vstupního odporu 20, R6 hodnotu druhého vstupního odporu 22, R7 hodnotu zatěžovacího odporu 23 a uí vstupní napětí. První zpětnovazební odpor 13 je v tomto případě součástí odporové sítě rozdílového zesilovače 16 a je k němu přiváděno vstupní napětí uv Činnost rozdílového zesilovače 16 je běžně známa a není proto rozvedena. Lze ceikem snadno odvodit, že při shora uvedeném stavu spínačů 7,8 je na výstupu 6 druhého operačního zesilovače 19 a tím i ha výstupu 2 zapojení výstupní napětí ______V (r 2 + r 4 ) (r 6 + r 7 ) R j R 2 + R 4 / r ' 6 (r 2 + R 4 ) + R 7 (R 2 + # 3 + ^ 4)' where R j denotes the value resistor 12, the R 2 value of the first feedback resistor 13, R 3 value of the second feedback resistor 14, R 4 value of the first input resistor 20, R 6 a value of the second input resistor 22, R 7 value of load resistor 23 and the input voltage. The first feedback resistor 13 is in this case part of the resistor network of the differential amplifier 16 and is input thereto by the input voltage of the differential amplifier 16 Activity is commonly known and is therefore not elaborated. It can be easily deduced that in the above-mentioned state of the switches 7.8, the output 6 of the second operational amplifier 19 and hence of the output 2 of the wiring output voltage ______
R,R,
R,R,
R, (r2 + r4) (r6 + r7) r7 R, (r 2 + r 4 ) (r 6 + r 7 ) r 7
R<R <
^2 + ^4/ \^2 + ^4/ ^β(^2 + ^4) + ^7(^2 + ^3 + ^4) + ^7^ 2 + ^ 4 / \ ^ 2 + ^ 4 / ^ β (^ 2 + ^ 4) + ^ 7 (^ 2 + ^ 3 + ^ 4) + ^ 7
R, + R4 kde a w2 značí vstupní a výstupní napětí zapojení ,Rt hodnotu odporu 12, R2 hodnotu prvního zpětnovazebního odporu 13, R^ hodnotu druhého zpětnovazebního odporu 14, R4 hodnotu prvního vstupního odporu 20, R5 hodnotu zpětnovazebního odporu 21 rozdílového zesilovače 16 a R6 hodnotu druhého vstupního odporu 22 a R7 hodnotu zatěžovacího odporu 23.R, + R 4 where aw 2 denotes input and output circuit voltage, R t value of resistor 12, R 2 value of first feedback resistor 13, R ^ value of second feedback resistor 14, R 4 value of first input resistor 20, R 5 value of feedback resistor 21 of the differential amplifier 16 and R 6 the value of the second input resistor 22 and R 7 the value of the load resistor 23.
205 828 . i ; Jestliže je naopak první spínač 7 sepnut a druhý spínač 8 rozpojen, je na první vstup 17 rozdílového zesilovače 16 přiváděno napětí l/q — M, I 1 + -Ϊ7-Γ \ + R6 + ^7)/ j Význam symbolů je totožný s významem symbolů v předcházejícím případě.205 828. i; Conversely, if the first switch 7 is closed and the second switch 8 is open, the first input 17 of the differential amplifier 16 is supplied with a voltage of l / q - M, I 1 + -Ϊ7-Γ \ + R 6 + ^ 7) / j with the meaning of the symbols in the previous case.
)' V tomto případě je nutno započítat do odporové sítě druhého operačního zesilovače 19 druhý zpětnovazební odpor 14, ke kterému je přiváděno napětí rovné vstupnímu napětí uv i N tomto případě je na výstupu druhého operačního zesilovače 19 a tím i na výstupu 2 zapojení výstupní ; napětí u = A + ^ + R>Rs ~ R^ + M .In this case, it is necessary to include in the resistor network of the second operational amplifier 19 a second feedback resistor 14, to which a voltage equal to the input voltage un is applied. In this case, the output of the second operational amplifier 19 and hence the output 2 of the wiring is output; voltage u = A + ^ + R > R with ~ R ^ + M.
2 [rS r, Rs(R3 + R6 + R7) J í Význam symbolů je totožný s jejich významem v předcházejícím případě. Při vhodné dimenzaci prvků Ϊ i odporové sítě zapojení je možno jeho činnost jednoduše popsat vztahy: j f ku1 (první spínač 7 rozpojen, druhý spínač 8 sepnut) 2 \-kul (první spínač 7 sepnut, druhý spínač 8 rozpojen), kde k značí přenos usměrňovače. 2 [rS r, R s (R 3 + R 6 + R 7 ) J The meaning of the symbols is identical to their meaning in the previous case. With suitable dimensioning of the elements Ϊ i of the resistor network, its operation can be simply described by the following relations: jf k 1 (first switch 7 open, second switch 8 closed) 2- l (first switch 7 closed, second switch 8 open) where k indicates the transfer of the rectifier.
Nejjednodušší zapojení usměrňovače citlivého na fázi podle vynálezu s jednotkovým přenosem vznikne, platí-li:The simplest connection of the phase-sensitive rectifier according to the invention with the unit transmission is obtained if:
R2 = 00, R2 = R6 = 0, R3 = R4 = Rr &= R a Rs = 3R.R 2 = 00, R 2 = R 6 = 0, R 3 = R 4 = R r = R and R s = 3 R.
. Zapojení má jednotkový přenos také při hodnotách odporů. The wiring also has unit transmission at resistance values
Rt = co, R2 = R3 = R^ — R7 = R, R5 = 1,5R a R6 = 0.R t = co, R 2 = R 3 = R 6 - R 7 = R, R 5 = 1.5 R and R 6 = 0.
Při Rt = R2 — R3 = R4 = R5 = R, R6 = 0 a R7 = R/2 má usměrňovač citlivý na fázi přenos k — 2. Usměrňovač citlivý na fázi má přenos k 1,5 + ^/2 v případě, že platí:At R t = R 2 - R 3 = R 4 = R 5 = R, R 6 = 0 and R 7 = R / 2, the phase-sensitive rectifier has a transmission of - 2. The phase-sensitive rectifier has a transmission of 1.5 + ^ / 2 if:
Rj = R4 = R, R2 = R3 = nR, R5 = mR, R6 = 0 a R7 = 00 . kde R značí zvolenou hodnotu odporu a n a m jsou koeficienty, pro které platí:R 1 = R 4 = R, R 2 = R 3 = n R, R 5 = m R, R 6 = O and R 7 = 00. where R denotes the chosen resistance value andam are coefficients for which:
n = k — 1,5 + 0,5 ^/[(3 — 2k)2 — 8] a m = (k + l)/n.n = k - 1.5 + 0.5 µ / [(3 - 2k) 2 - 8] and m = (k + 1) / n.
Pro přenos například k = 3 potom platí n = m = 2, nebo n = 1, m = 4.For example, for transmission k = 3, n = m = 2, or n = 1, m = 4.
Zapojení usměrňovače citlivého ma fázi je vhodné pro přesné přístrojové aplikace jako synchronní usměrL ňovač malých elektrických signálů, nebo jako střídač či vyvážený modulátor nebo demodulátor. V chemické j instrumentaci má použití jako přesný zesilovač s přepínatelnou polaritou zesílení.Ma sensitive rectifier stage is suitable for precision applications such as synchronous rectifies L novacat small electrical signals, or as an inverter or a balanced modulator or demodulator. In chemical instrumentation it is used as a precision amplifier with switchable polarity gain.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS186979A CS205828B1 (en) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | Connection of the phase sensitive rectifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS186979A CS205828B1 (en) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | Connection of the phase sensitive rectifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS205828B1 true CS205828B1 (en) | 1981-05-29 |
Family
ID=5354138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS186979A CS205828B1 (en) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | Connection of the phase sensitive rectifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS205828B1 (en) |
-
1979
- 1979-03-22 CS CS186979A patent/CS205828B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4349777A (en) | Variable current source | |
| US4091333A (en) | Transconductance amplifier circuit | |
| CS205828B1 (en) | Connection of the phase sensitive rectifier | |
| CN117093043B (en) | High-precision AC/DC constant voltage and constant current source circuit and power supply device | |
| US3443215A (en) | Impedance measuring bridge with voltage divider providing constant source impedance to bridge | |
| US4800749A (en) | Transducer calibration circuit | |
| CS211523B1 (en) | Connection of electric signals alternator with large output resistance | |
| US3965410A (en) | A.C. potentiometer with bridge having voltage controllable devices | |
| US5021729A (en) | Differential current source | |
| KR850000359B1 (en) | In-phase voltage elimination circuit of Hall element | |
| JPS5916835Y2 (en) | Input circuit of electronic equipment | |
| US4074215A (en) | Stable gyrator network for simularity inductance | |
| CS207978B1 (en) | Connection of the electronic amplifier with the controlled amplification polarity | |
| CS204603B1 (en) | Connection of the electronic transducer with the high input resistance | |
| CS205832B1 (en) | Connection of the electronic synchronnous rectifier with the great input resistance | |
| CS207275B1 (en) | Connection of the electronic alternator with the operational amplifiers | |
| US3622904A (en) | Switching circuits | |
| SU1059664A1 (en) | Differential amplifier | |
| CS207900B1 (en) | Connection of the synchronnous rectifier | |
| CS207899B1 (en) | Connection of the equilibrated modulator | |
| CS207979B1 (en) | Connection of the exact electronic alternator | |
| JPH0519820Y2 (en) | ||
| RU2233453C2 (en) | Multichannel resistance meter | |
| CS202934B1 (en) | Connection of the balanced modulator with high input resistance | |
| CS207974B1 (en) | Connection of the electronic alternator |