SU1707735A1

SU1707735A1 - Преобразователь переменного напр жени в посто нное

Info

Publication number: SU1707735A1
Application number: SU874236798A
Authority: SU
Inventors: Тоом Айнович Пунгас; Олев Иоханович Мяртенс
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4934
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1992-01-23

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике. Цель изэбретени - повышение точности преобразовани высокочастотных напр жений и расширение динамического диапазо- на в сторону больших напр жений. Поставленна цель достигаетс введением неинвертирующих дифференциальных интегрирующих усилителей 2 и 3, дополнительных резисторов 11 и 12 и конденсаторов 13 и 14. Усилитель 2 содержит операционный у-ль 15. резисторы 16 и 17. конд-ры 18 и 19, усилитель 3 содержит операционный у-ль 20, резисторы 21 и 22, конд-ры 23 и 24. Коэффициент преобразовани имеет мультипликативную и аддитивную погрешности. Мультипликативна погрешность пропорциональна квадрату погрешности резисторов 4 и 5. Аддитивна погрешность равна отношению падени напр жени на диодах к входному напр жению, уменьшенному в Ki раз. 1 ил.

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах, в которых требуется высокочастотное преобразование переменного напряжения в постоянное, пропорциональное средневыпрямленному значению.

Цель изобретения - повышение точности преобразования высокочастотных напряжений и расширение динамического диапазона в сторону больших напряжений.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предложенного преобразователя.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит усилитель 1 переменного тока, первый 2 и второй 3 нёинвертирующие дифференциальные интегрирующие усилители, первый 4 и второй 5 резисторы, первый 6, второй 7 и третий 8 конденсаторы, первый 9 и второй 10 диоды, первый 11 и второй 12 дополнительные резисторы, первый 13 и второй 14 дополнительные конденсаторы, причем первый неинвертирующий дифференциальный интегрирующий усилитель 2 содержит операционный усилитель 15, резисторы 16 и 17, конденсаторы 18 и 19, второй неинвертирующий дифференциальный интегрирующий усилитель 3 содержит операционный усилитель 20, резисторы 21 и 22, конденсаторы 23 и 24.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

Преобразуемое напряжение подают на вход преобразователя переменного напряжения в постоянное на резисторы 4 и 5. Величины емкостей конденсаторов 6,8,7,13 и 14 подбирают такие, что частота среза эквивалентных фильтров с резисторами 4 и 5 меньше нижней частоты требуемого напряжения. В таком случае переменные напряжения в общих точках конденсаторов 6,13 и резисторов 4 и 11, а также в общих точках конденсаторов 8 и 14 и резисторов 5 и 12 близки к нулю за счет воздействия отрицательной обратной связи усилителя 1.

При положительном полупериоде преобразуемого напряжения создаются примерно равные токи, текущие на выход усилителя 1 через цепь резистор 5 - конденсатор 14 - диод 10 и через цепь резистор 4 - конденсаторы 6,8 и 14 - диод 10. При этом ток. текущий через конденсаторы 6,8 и 14, создает в них падение постоянного напряжения.

При отрицательном полупериоде преобразуемого напряжения создаются примерно равные токи, текущие на выходе усилителя 1 через цепь резистор 4 - конденсатор 13 - диод 9 и через цепь резистор 5 конденсаторы 8,6 и 13 - диод 9. При этом ток. текущий через конденсаторы 6 и 8. имеет то же направление, что при положитель.5 ных полупериодах входного напряжения.

Заодно заряжается также конденсатор 13.

В результате заряжения конденсатора на выходе диоде 10 отрицательное напряжения интегрируется в неинвертирую- щем дифференциальном интегрирующем усилителе 3.

На выходе операционного усилителя 20 создается отрицательное напряжение, передаваемое через резистор 12 в точку сое15 динения резистора 5 и конденсаторов 8,14.

В результате заряжения конденсатора 13 на выходе диода 9 положительно, указанное положительное напряжение интегрируется в неинвертирующем дифференциальном интегрирующем усилителе 2, На выходе операционного усилителя создается положительное напряжение, передаваемое через резистор в точку соединения резистора 4 и конденсаторов 6,13.

В установившемся режиме на входах неинвертирующих дифференциальных интегрирующих усилителей 2 и 3 имеются нулевые напряжения, то есть на выходах диодов 9 и 10 напряжения равны нулю. На 30 выходах операционных усилителей 15 и 20 имеются такие напряжения, что ток, созданный через резисторы 11,4,5 и 12, уравновешивает среднее значение импульсов тока, заряжающих конденсаторы 6 и 8. При ра35 венстве сопротивлений резисторов 4 и 5 на входе преобразователя переменного напряжения в постоянное разделительного конденсатора можно не использовать, постоянная составляющая там равна нулю.

В установившемся режиме постоянный ток разряда конденсаторов 6 и 8 через резисторы 4 и 5 оказывается равным двухполупериодно выпрямленному току заряда конденсаторов 6 и 8. Выходами преобразо45 вателя при таком включении являются точка соединения резисторов 4 и 11 и конденсаторов би 13, а также точка соединения резисторов 5 и 12 и конденсаторов 8 и 14. Лучше использовать полный размах выходного преобразованного напряжения, т.е. разность напряжений с указанных точек.

Среднее значение импульсов тока, заряжающих конденсаторы 6 и 8 при положительном полупериоде входного 55 напряжения, определяется

-.4· _ 1 U вхсв ~~ 6 ^Ιέ·⁸ “2 Ro где Ubxcb - средневыпрямленное значение преобразуемого напряжения;

ei - напряжение на входных клеммах усилителя 1;

R4 ~ сопротивление резистора 4.

Среднее значение импульсов тока, заряжающих конденсаторы 6 и 8 при отрицательном полупериоде входного напряжения, определяется

1”б,8

U ехсв “ θΐ

R₅ (2) где Rs - сопротивление резистора 5.

Ток, уравновешивающий указанные импульсы тока заряжения конденсаторов 6 и 8, создает на резисторах 5 падение напря жения, которое является выходным напряжением и_Вых. при его дифференциальном снятии:

и_Вых =(1*6.8 ⁺ l~6.8XR4 + R5).(3)

При соответствующих упрощениях и учитывая, что (О =R ;И

R4 - Δ г = R4 + Δ г = R ,(6) можно окончательно записать коэффициент преобразования

U» >“L],

U в*с^г К М U вхсе

О)

Как видно из уравнения (7), коэффициент преобразования имеет мультипликативную и аддитивную погрешности. Мультипликативная погрешность пропорциональна квадрату погрешности резисторов 4 и 5. Указанное значение исключительно малое и при реальных погрешностях резисторов, например 0,1%, составляет 2 миллионных.

Аддитивная погрешность равна отношению падения напряжения на диодах к входному напряжению, уменьшенному в Κι раз.

Claims

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй резисторы, первые выводы которых 5 объединены и являются входом преобразователя переменного напряжения в постоян ное, второй вывод первого резистора через первый конденсатор подключен к инвертирующему входу усилителя переменного то10 ка. неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, а выход усилителя переменного тока через второй конденсатор подключен к точке соединения анода первого и катода второго диодов, а также 15 третий конденсатор, первый вывод которого соединен с вторым выводом второго резистора, отличающийся тем, что. с целью повышения точности преобразования высокочастотных напряжений и расши20 рения динамического диапазона преобразования в сторону больших напряжений, введены первый и второй неинвертирующие дифференциальные интегрирующие усилители, первый и второй 25 дополнительные резисторы, первый и второй дополнительные конденсаторы, при этом вход первого неинвертирующего дифференциального интегрирующего усилителя подключен к катоду первого диода, а его 30 выход через первый допслнительный резистор подключен к точке соединения первого резистора с первым конденсатором, вход второго неинвертируюше^гс дифференциального интегрирующего усилителя под35 ключей к аноду второго диода. ? выход его через второй допол ни-г-.шыи резистор подключен к точке соединения второго резистора с третьим конденсатором причем второй вывод третьего конденсатора псдклю40 ^цен к инвертирующему входу усил.^еля переменного тока,первый дополнительный конденсатор включен между точкой соединения первого резистора с первым конденсатором и катодом первого диода, а второй 45 дополнительный конденсатор включен между точкой соединения второго резистора с третьим конденсатором и анодом второго диода.