Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен одним выводом токозадающий резистор , другой вывод которого является входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, четыре транзистора, первый из которых имеет п-р-п структуру, второй -р-п-р стуруктуру, а третий и четвертьй П-р-п структуру, при этом эмиттер первого транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя , база - с выходом операционного усилителя и с базой второго транзистора , а коллектор - с коллектором третьего транзистора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с положительной шиной источника питания, коллектор второго транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов эмиттеры которых через соответствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, отличающийся тем, что, с целью по (Л вьшения точности и линейности преобразования , эмиттер второго транзистора соединен с общей шиной, коллектор четвертого транзистора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а источник питания выполнен со средней точкой.

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зЮв Н 03 D 1/18

\у» у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3496454/18-09 (22) 14.07.82 (46) 23.07.84.Бюл. 11 - 27 (72) В.A.Êóçüìåíêî и В.В.Тропин (71) Всесоюзный электротехнический институт им.В.И.Ленина (53) 621.376.234(088.8) (56) 1. Кланберг В.В. Принципы построения линейных преобразователей переменного напряжения в постоянное. Таллин, "Валгус", 1974 с. 22.

2. Патент США ll 3493784, кл. 307-260, 1970 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен одним выводом токозадающий резистор, другой вывод которого является входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, четыре транзистора, первый из которых имеет п- р-и структуру, второй — p- n-p

„„SU„„1104642 А стуруктуру, а третий и четвертый п-.р-п структуру, при этом эмиттер первого транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, база — с выходом операционного усилителя и с базой второго транзистора, а коллектор - с коллектором третьего транзистора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с положительной шиной источника питания, коллектор второго транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, эмитте-. ры которых через соответствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, о т л и ч а- 3 ю шийся тем, что, с целью повьппения точности и линейности преоб- Ю разования, эмиттер второго транзис- С тора соединен с общей шиной, коллектор четвертого транзистора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а источник питания выполнен со средней точкой.

1 1104б4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в измерительных приборах, устройствах автоматики и вычислительной техНа чертеже приведена принципиальная электрическая схема преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит операники. 5

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий операционный усилитель с токоэадающим резистором на его инвертирующем входе, три транзистора, пер- 10 вый из которых имеет и- Р— и. структуру, второй — р- и-р структуру, а третий и-р-и структуру, при этом эмиттеры первого и второго транзисторов объединены и подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, базы этих транзисторов подключены -к выходу операционного усилителя, коллекторы первого и третьего транзисторов объединены и соединены с о одним выводом нагрузки, второй вывод которой подключен к положительной . шине источника питания, коллектор второго транзистора подключен к базе третьего транзистора, эмиттер кото" рого через резистор соединен с общий шиной(1 ). Недостатком данного преобразователя переменного напряжения в постоянное является низкая чувствительность и малая точность преобразования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является .преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу ко. торого подключен одним выводом токоэадающий резистор, другой вывод которого является входом преобразователя

40 переменного напряжения в постоянное, четыре транзистора, первый из которых имеет и-р- и структуру, второй .- р-и-р структуру, а третий и четвертый — и†р -и структуру, при

45 этом эмиттер первого транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, база — с выходом операционного усилителя и с базой второго транзистора, а коллектор — с коллектором третьего транзистора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с положительной шиной источника питания, коллектор второго транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых через соответствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а коллектор четвертого транзистора — с его базой(2 j.

Недостатком известного преобразователя переменного напряжения в постоянное является невысокие точность и линейность преобразования, обусловленные тем, что второй транзистор, выполняющий функцию токорегулирующего р — 0 --р структуры, имеет более низкий коэффициент передачи по току чем транзисторы fl- р-и структуры, и тем, что третий и четвертый транзисторы работают в разных режимах, что сужает диапазон линейности преобразования.

Цель изобретения — повышение точности и линейности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен одним выводом токозадающий резистор, другой вывод которого является входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, четыре транзистора, первый из которых имеет п- р -и структуру, второй p — и-р структуру, а третий и четвертыи — ll — p — и структуру, при этом эмиттер первого транзистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, база — с выходом операционного усилителя, а коллектор — с коллектором третьего транзистора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с положительной шиной источника питания, коллектор второго транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, змиттерыкоторых через соответствующие резисторы подключены к отрицательной шине источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с общей шиной, коллектор четвертого транзистора под- . ключен к инвертирующему входу опера.ционного усилителя, а источник питания выполнен со средней точкой.

1iO4

612 4 одинаковы в широком диапазоне рабочих токов. Разница между эмиттерным и коллекторным токами второго .транзистора 4 не влияет на точность работы преобразователя за счет введения отрицательной обратной связи с выхода операционного усилителя 1 на его вход через второй и четвертый транзисторы 4 и 6, поскольку сравнивается входной ток, протекающий через токозадающий резистор 2 и коллекторный ток четвертого транзистора 6

У разница между которыми стремится к нулю при.высоком входном сопротивлении операционного усилителя l.

Таким образом, устранение влияния токораспределения .во втором транзисторе 4 на процесс преобразования входного напряжения, а также сближение режимов работы третьего и четвертого транзисторов 5 и 6, выполняющих в предложенном преобразователе переменного напряжения в постоянное роль "активного токового зеркала", позволяют повысить точность и линейность преобразования.

Э ционный усилитель 1, токозадающий резистор 2, первый, второй, третий, и четвертый транзисторы 3-6, резисто ы 7 и р и 8, нагрузку 9, источник lO питания. 5

Преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

Входное напряжение через токозадающий резистор 2 поступает на 10 инвертирующий вход операционного усилителя 1, управляющего работой первого и второго транзисторов 3 и 4.

В отрицательные полупериоды входного напряжения открыт первый транзистор 3 15 и через нагрузку 9 течет ток положительной полярности от источника 10 питания. В положительные полупериоды входного напряжения первый транзистор 3 закрыт, а открыт второй - 20 транзистор 4, при этом образуется цепь отрицательной обратной связи через четвертый транзистор 6 на инвертирующий вход операционного усилителя 1. Коллекторный ток вто- 2 рого транзистора 4 передается в нагрузку 9 третьим транзистором 5 с инверсией знака. Таким образом, при обеих полярностях входного напряже30 ния на нагрузке 9 имеется однополярное напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна среднему значению переменного напряжения на входе преобразователя переменного напряжения в постоянное.

При равенстве величин сопротивле35 ний резисторов 7 и 8 и согласовании третьго и четвертого транзисторов

5 и 6 по их основным параметрам они работают практически в одинак—

О 40 вых режимах и их коллекторные токи

Кроме того, в предлагаемом преобразователе переменного напряжения в постоянное может быть применен любой транзистор р- и-р структуры, в том числе и с нйзким значением коэффициента передачи по току, а это позволяет снизить стоимость преобразователя переменного напряжения в постоянное, так как транзис" торы р- и- р структуры с повышенным . коэффициентом передачи по току нетехнологичны в производстве интегральной полупроводниковой техники.

1104642

Составитель О.Гаврилина

Техред М.Надь Корректор А.Фоври

Редактор Н.Пушненкова

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5320/42

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4