Двухполупериодный выпрямитель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнк

Социалистически«

Ресттублнк (11j1 001382 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)За«влено 16.06.80 (21) 2941376/24-07 с присоелинением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 01.03.83 (5t)NL. Кл.

H 02 M 7/21

Гееударстее«ае кем«тет (53) УДК 621.314. .5 (088.8) ае ае«ам «зебрете««й

«еткрытий

Ю.И. Белоносов, Б.M. Бороздин, А.М . Ильянок т и В.Е. Ямный

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина и Специальное конструкторско- технологическое бюро с опытным производством при Бе11аруооком, т госуниверситете им. В.И. Ленина (72) Авторы изобретения (7l) Заявители (54) ДВУхпОлУпеРиОДный выпРямитель

Изобре1 ение относится к радио" электронике, измерительной и преобразовательной технике и может быть использовано для бестрансформаторного выпрямления сигналов малой мощности. 5

Известны двухполупериодные выпрямители на основе операционных усилителей с диодом в цепи обратной связи (1 g- 3 ).

Такие выпрямители имеют высокую точность работы на сравнительно низких частотах, когда коэффициент усиления усилителя .имеет большую величину. Типовые операционные усилители на частотах выше 100 кГц имеют коэффициент передачи 14 при минимальной амплитуде 100 мВ. Ниже этой величины погрешность резко возрастает. Кроме того, погрешность, естественно, растет с увеличением частоты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее первый и второй

2 дифференциальные усилители с динамической нагрузкой и два выпрямительных транзистора, эмиттеры которых обьединены и соединены с выхо" дом устройства и первым генератором тока, а коллекторы соединены с первым источником питания, база первого выпрямительного транзистора соединена с выходом второго дифферен"циального усилителя, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к входу устройства Г4 ).

Недостаток известного, устройства заключается в низкой точности преобразования и малом динамическом . диапазоне работы.

Цель изобретения — повышение точности и расширение динамического диапазона.

Указанная цель достигается тем, что в двухполупериодный выпрямитель, содержащий первый и второй дифференциальные усилители с динамической

3 100 нагрузкой, два выпрямительных транзистора, эмиттеры которых объедине- ны и соединены с выходом устройства и первым генератором тока, а коллекторы также объединены и соединены с первым источником питания, база первого выпрямительного транзистора соединена с выходом второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к входу устройства, дополнительно введены три дополнительных транзистора, второй, третий и четвертый генераторы тока и три резистора, причем база первого и второго выпрямительных транзисторов подключена соответственно к эммттеру первого и второго дополнительных транзисторов, базы которых объединены и подключены ко второму генератору тока, а через первый резистор к эмиттеру третьего дополнительного транзистора, база которого соединена с выходом устройства и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, а коллектор — с общей шиной питания, база второго выпрямительного транзистора соединена с выходом первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен с общей шиной питания, а его инвертирующий вход - через второй резистор с входом устройства и,через третий резистор - с выходом устройства, кроме того,. точка соединения эмиттеров транзисторов дифференциальных усилителей подключена ко второму источнику питания через соответствующие третий и четвертый генераторы тока.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Схема содержит транзисторы 1 и 2 первого дифференциального усилителя, транзисторы 3 и 4 второго дифференциального усилителя, динамические нагрузки 5 и 6 соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, генераторы 7-10 тока, выпрямительные транзисторы 11 и 12, дополнительные транзисторы 13-15 и дополнительные резисторы 16-18.

Двухполупериодный выпрямитель работает следующим образом.

При подаче на вход выпрямителя сигнала положительной полярности открыт выпрямительный транзистор 11, а

1382

5 0

Z0

Зо

4 транзистор 12 закрыт, так как потенциал коллектора транзистора 2 выше потенциала коллектора транзистора 4. Устройство работает как неинвертирующий усилитель с динамической нагрузкой 5, включенной в коллекторные цепи тразисторов 1 и 2 первого дифференциального усилителя.

Так как потенциал на выходе устройства близок к потенциалу на входе, ток через резисторы 16 <1 17 практически отсутствует и потенциал базы транзистора 4 второго дифференциального усилителя равен потенциалу на выходе. Транзистор 3 второго дифференциального усилителя закрыт, а транзистор 4 открыт и через него протекает ток четвертого генератора 8 тока. Для того, чтобы транзистор 4 не насыщался, включен дополнительный транзистор 14, который при положительной полярности сигнала открыт, а дополнительный транзистор 13 закрыт. Напряжение на базах дополнительных транзисторов 13 и 14 повторяет выходное с небольшим положительным сдвигом, определяемым схемой слежения на транзисторе 15 и резисторе 18. Это напряжение сдвига равно сумме напряжения перехода эмиттер-база транзистора 15 и падения напряжения на резисторе 18, определяемого генератором 10 тока.

Напряжение сдвига выбирается порядка 1,4 В, т.е. напряжение на базе транзистора 10 больше выходного, примерно на 0,7 В и, следовательно, напряжение база-эмиттер дополнительного транзистора 13 примерно равно нулю, поэтому транзистор 13 закрыт.

Открытый дополнительный транзистор

14 фиксирует потенциал коллектора транзистора 4 приблизительно на уровне выходного, т.е. напряжение на коллекторе не ниже потенциала базы и тразистор 4 не насыщается.

Следовательно, при положительном входном сигнале устройство представляет собой неинвертирующий усилитель со 1003 отрицательной обратной связью, коэффициент передачи которого равен единице, дрейф выходного уровня определяется только дрейфом транзисторов первого дифференциального усилителя и может составлять величину несколько микровольт на градус. Быстродействие схемы при передаче сигналов положительной полярности не ограничивается выпряФормула изобретения

S 1001 мительным транзистором ll, так как через него протекает большой ток генератора 9 тока. быстродействие схемы будет определяться только быстродействием первого дифференциального усилителя. Так как выпрямительный транзистор 11 охвачен отрицательной обратной. связью, схема выпря° мителя линейна от уровня нескольких милливольт при погрешностях около 1ь.<О

При подаче на вход выпрямителя сигнала отрицательной полярности закрывается транзистор 1 первого дифференциального каскада, а транзистор 3 второго дифференциального каскада открывается, при этом потенциал коллектора транзистора 2 становится меньше потенциала коллектора транзистора 4 и второй выпрямительный транзистор 11 закрывается, а пер- 20 вой выпрямительный транзистор 12 открывается. Током генератора 7 тока через транзистор 2 открывается дополнительный транзистор 13, а дополнительный транзистор 14 закрывается. 2$

Таким образом, при отрицательном входном сигнале устройство представляет собой инвертирующий усилитель с динамической нагрузкой 6, включенной в коллекторные цепи транзисторов З

3 и 4 второго дифференциального усилителя., коэффициент передачи которого определяется соотношением величин сопротивлений резисторов 16 и 17. С помощью этих резисторов. можно выровнять коэффйциенты передачи по обеим полярностям. Как и при передаче сигнала положительной полярности, дрейф выходного напряжения определяется дрейфом дифференциального усилителя, только в этом случае второго, в остальном схема симметрична поэтому з ее параметры при передаче сигнала отрицательной полярности аналогичны параметрам при передаче сигнала положительной полярности. Для улучшения.подавления синфазной помехи в общей эмиттерной цепи транзисторов

1 и 2 первого дифференциального усилителя включен третий генератор 7 тока, а для улучшения линейности выходного каскада — генератор 9 тока. Так как на выходе выпрямителя сигнал может быть только положительной полярности, транзистор 15 постоянно открыт и через него протекает ток генератора 10 тока. Величина сопротивления резистора 18 и ток генератора 10 выбирается из условия четкого переклю382 4 .чения транзисторов 13 и 14 и минимального переходного процесса при переключении выпрямительных транзисторов 11 и 12, что существенно повышает быстродействие устройства.

Двухполупериодный выпрямитель, содержащий первый и второй дифференциальные усилители с динамичес;ой нагрузкой, два выпрямительных транзистора, эмиттеры которых объединены и соединены с выходом устройс -ва и первым генератором тока, а коллекторы соединены с первым источником питания, база первого выпрямительного транзистора соединена с выходом второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к входу устройства, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона, дополнительно введены три дополнительных транзистора, второй, третий и четвертый генераторы тока и три резистора, причем база первого и второго выпрямительных транзисторов подключена соответственно к эмиттеру первого и второго дополнительных транзисторов, базы которых обьединены и подключены ко второму генератору тока и через первый резистор к эмиттеру третьего дополнительного транзистора, база которо,го соединена с выходом устройства ( и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, а коллектор — с общей шиной питания, база второго выпрямительного транзистора соединена с выходом первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен с общей шиной питания, а его инвертирующий вход - через второй резистор с входом устройства и через третий резистор — с выходом устройства, при этом точка соединения эмиттеров транзисторов дифференциальных усилителей подключена ко второму источнику питания через соответственно третий и четвертый генераторы тока °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения

7 1ОО в постоянное. М., Советское радио", 1977, с. 82, рис. 2 49, с. 80, рис. 2.43 а.

2. Патент Великобритании

Н 1534548, кл. H 03 D 1/10, 1978.

1382 8

3. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. М., Советское радио", 1979, с. 142.

Патент Японии М 54-24630, кл. H 02 M 7/02, 1979. а 6 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Кириллов

Редаткор Л. Пчелинская Техред Ж.Кастелевич Корректор 10. Макаренко

Заказ 1439/70 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж- 5 Ра шская наб. . 4/5

Двухполупериодный выпрямитель Двухполупериодный выпрямитель Двухполупериодный выпрямитель Двухполупериодный выпрямитель 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям переменного напряжения в постоянное с электрической изоляцией входного и выходного напряжений и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания для электронных приборов самого различного назначения

Изобретение относится к устройствам преобразования переменного напряжения в постоянное со сниженным, по отношению к сетевому, выходным напряжением

Изобретение относится к устройствам преобразования переменного напряжения в постоянное со сниженным, по отношению к сетевому, выходным напряжением

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей как постоянного, так и переменного тока

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в мощных выпрямителях с ограниченным диапазоном регулирования выходного напряжения, в частности, для питания электролизеров и гальванических ванн

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям переменного напряжения в постоянное с электрической изоляцией входного и выходного напряжений, и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания электронных или электротехнических приборов различного назначения
Наверх