SU1676038A1 - Преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах , где требуетс  высокоточное линейное преобразование переменного напр жени  в посто нное по средневыпр млениым значени м . Цель изобретени  - расширение /5 функциональных возможностей. Выпр мление сигнала происходит за счет переключени  конденсаторов 4 и 5 в цепи обратной св зи операционного усилител  11 по полупериодам входного сигнала с помощью диодов 8 и 9. Коэффициент передачи устройства в первом приближении определ етс  соотношением сопротивлений резисторов 13 и 14. Дл  получени  коэффициента передачи существенно больше единицы при высокой точности преобразовани  введены конденсатор 17 и масштабный резистор 18. Устройство обеспечивает совмещение функций масштабного преобразовани  с большим входным сопротивлением и преобразовани  переменного напр жени  в посто нное. 1 э.п.ф-лы. 2 ил. 9 Ј ( I ы 00

Description

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в устройствах, где требуетс  точное преобразование переменного напр жени  в посто нное пропорциональное сред- невыпр мленным значени м сигналов, имеющим большие динамический и частотный диапазоны.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена электрическа  схема преобразовател ; на фиг. 2 - to же, вариант.

Преобразователь (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 резисторы, одни выводы которых соединены с общим выводом 3, а другие - с конденсаторами 4 и 5, соответственно и с выходными выводами 6 и 7 с напр жени ми 1)вых1 и 11вых2. Свободные выводы конденсаторов 4 и 5 объединены в общую точку. Точка соединени  резистора 1 с конденсатором 4 подключена к катоду диода 8, а точка соединени  резистора 2 с конденсатором 5 - к аноду диода 9. Анод диода 8 и катод диода 9 через конденсатор 10 соединены с выходом операционного усилител  11 и через последовательно соединенные резисторы 12-14 и(разделительный ) конденсатор 15 с входным выводом 16. Точка соединени  резисторов 14 и 13 под- ключена к инвертирующему входу усилител  11, неинвертирующий вход которого соединен с общим выводом. Точка соединени  резисторов 13 и 12 подключена к общей точке соединени  конденсаторов 4 и 5. Ре- зисторы 1, 2, 12, 13 и 14 имеют соответственно величину сопротивлений Ri, Rat Ria,

Ri3, Ri4.

В преобразователь может быть дополнительно введен (фиг. 2) конденсатор 17, включенный между общей точкой соединени  конденсаторов 4 и 5 и общей точкой соединени  резисторов 12 и 13, а также масштабный резистор 18, включенный между собой точкой соединени  конденсаторов 4 и 5 и общим выводом.

Преобразователь работает следующим образом.

Операционный усилитель 11 охвачен цепью отрицательной обратной св зи через резистор 13, конденсатор 4 и диод 8 (в течение отрицательного полупериода входного сигнала UBX) или через конденсатор 5 и диод 9 ( в течение положительного полупериода входного сигнала) и через конденсатор 10. При необходимости фиксировать режим операционного усилител  11 по посто нному напр жению преобразователь содержит резистор 12, который имеет большое сопротивление , так как по переменному току этот

резистор включен параллельно выпр мл ющими диодами 8 и 9 (их обратными сопротивлени ми ). За счет обратной св зи на инвертирующем входе операционного усилител  11 поддерживаетс  практически нулевое напр жение. Следовательно, на втором выводе резистора 13 возникает инвертированное входное напр жение, величина которого пропорциональна отношению сопротивлений резисторов 13 и 14. Это же переменное напр жение действует и на резисторах 1 и 2, так как конденсаторы 4 и 5 пропускают переменную составл ющую напр жени . Сумма переменных токов через резисторы 1, 2 и 13 выпр мл етс  по полупериодам диодами 8 и 9. Цепь посто нной составл ющей выпр мленного тока замыкаетс  только через резисторы 1 и 2. создава  на них соответствующие выходные посто нные напр жени . Коэффициент передачи преобразовател  (отношение выходного посто нного напр жени  к сред- невыпр мленному значению входного переменного напр жени ) без учета погрешностей от конечного значени  коэффициента усилени  операционного усилител , сопротивлени  резистора 12 и других неи- деальностей дл  первого выхода имеет значение

1 . Rw . Ri

R14

Ki

2 Ri4 Ri3llRillR2 и дл  другого выхода

if 1 МЙ2

2. 2 Rn Ri3llRillR2 Учитыва , что реально целесообразно выбрать Ri R2 Rui Ri3 R, то коэффициент передачи предложенного преобразовател  определ етс  только отношением Ri3/Ri4.

Входное сопротивление предложенного преобразовател  определ етс  сопротивлением резистора 14 RH. Дл  получени  коэффициента передачи значительно больше единицы целесообразно не увеличивать сопротивление Ria, так как при этом увеличиваетс  высокочастотна  погрешность от паразитных емкостей, а включить по переменному току параллельно резисторам 1 и 2 дополнительный масштабный резистор 18, как это показано на фиг. 2.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий входной , два выходных и общий выводы дл  подключени  соответственно источника входного напр жени  переменного тока и нагрузок, первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены в общую

   точку, а их вторые выводы соединены с первыми выводами первого и второго конденсаторов соответственно, вторые выводы которых объединены в общую точку, а также операционный усилитель, выход которого через третий конденсатор соединен с анодом первого и катодом второго диодов, а неинвертирующий вход - с общим выводом, причем катод первого диода подключен к общей точке соединени  первого конденса- тора с первым резистором и к первому выходному выводу, а анод второго диода подключен к второму выходному выводу и общей точке соединени  второго конденсатора с вторим резистором, отличаю- щ и и с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, дополнительно введены третий, четвертый и п тый резисторы, а также четвертый конденсатор, причем третий, четвертый и п тый резисто- ры соединены последовательно, образу 

   цепочку, включенную между выходом операционного усилител  и одним из выводов четвертого конденсатора, другим выводом соединенным с входным выводом, обща  точка соединени  третьего и четвертого резисторов подключена к инвертирующему входу операционного усилител , обеща  точка соединени  четвертого и п того резисторов подключена к общей точке соединени  первого и второго конденсаторов, а обща  точка соединени  первого и второго резисторов подключена к общему выводу,
2. 2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что дополнительно введены п тый конденсатор и масштабный резистор, причем обща  точка соединени  первого и второго конденсаторов подключена к общей точке соединени  четвертого и п того резисторов через п тый конденсатор, а через масштабный резистор - к общему выводу.

   Фиг.1