Преобразователь переменного напряжения прямоугольной формы в синусоидальное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ В СИНУСОИДАЛЬНОЕ, содержащий п последовательно соединенных апериодических RC -звеньев, вход первого и вход последнего из которых соединены соответственно с входным и выходным вьгоодами, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения частотного диапазона преобразуемого напряжения, каждое из апериодических RC -звеньев выполнено по схеме интегратора, включающей последовательно соединенные резисторньй Оптрон и операционный усилитель, зашунтированный конденсатором , и дополнительно введен регулирующий узел , вход которого соединен с выходным вьшодом, а выходс входными цепями резисторных оптронов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D4 H 02 M 5 257

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3794219/24-07 (22) 01.10.84 . (46) 30.12.85 ° Бюл.Ф 48 (72) Г.С.Сергеев, И.И.Осетров и И.К.Яковлев (53) 621.314.2(088.8) (56) Иванов В.И.. и др. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы.

Справочник.M., 1984, с.110, рис.6.6.

Барсуков Ф.И. Генерирование и селекция сигналов низкой частоты.

М., 1968, с.108, рис.2-30.

Авторское свидетельство СССР

Ф 313264, кл. Н 02 M 5/18, 1971. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ В

СИНУСОИДАЛЬНОЕ, содержащий )) последовательно соединенных апериодических RC -звеньев, вход первого и вход последнего из которых соединены соответственно с входным и выходным выводами, отличающий— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения частотного диапазона преобразуемого напряжения, каждое из апериодических 1С -звеньев выполнено по схеме интегратора, включающей последовательно соединенные резисторный оптрон и операционный усилитель, зашунтированный конденса тором, и дополнительно введен регулирующий узел, вход которого соединен с выходным выводом, а выход- Я с входными цепями резисторных оптро- . нов.

25

35

45

55

1 120!

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве формирователя синусоидальных колебаний с управляемой .частотой в системах автоматического контроля электро- и радиоаппаратуры.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем увеличения частотного диапазона преобразуемого напряжения. 1О

На чертеже представлена принципи» альная электрическая схема преобразователя переменного напряжения прямоугольной формы в синусоидальное.

Устройство содержит последовательно соединенные апериодические

RC-звенья 1 и 2 и регулирующий узел 3. Вход апериодического звена 1 соединен с входным выводом 20

4 устройства, выход апериодического звена 2 — с выходным выводом 5 устройства и входом регулирующего узла 3.

Апериодическое RC -звено 1 выполнено по схеме интегратора и содержит резисторный оптрон 6, конденсатор 7 и операционный усилитель 8. По такой же схеме выполнено и апериоди» ческое R< -звено 2, содержащее резисторный оптрон 9, конденсатор 10 и операционный усилитель 11 ° В качестве апериодических RÑ -звеньев

1 и 2 могут быть применены и инерционные звенья — активные или пассивные. Входные цепи резисторных оптронов соединены последовательно (возможно и параллельное их соединение) и подключены к выходу регулирующего узла 3.

Регулирующий узел 3 обеспечивает плавное увеличение или уменьшение тока через входные цепи резисторных оптронов 6 и 9 при амплитуде синусоидального напряжения на выходе устройства с соответственно большем или меньшем заданного значения.

Он содержит последовательно соединейные стабилитрон 12, накопительную ячейку, выполненную на диоде

13, резисторе 14, конденсаторе 15, масштабный усилитель 16 (неинвертирующий, с постоянным коэффициентом усиления) и резистор 17, под» ключенный первым выводом к клемме

18 питания. Входом регулирующего узла 3 является промежуток между катодом стабилитрона 12 и общей

990 2 шиной, выходом — промежуток между вторым выводом резистора 17 и

/ выходом масштабного усилителя 16, Устройство работает следующим образом, Переменное напряжение прямоугольной формы подается на входной вывод 4. В момент включения пита ния устройства напряжение на конденсаторе 15 равно нулю, поэтому напряжение на выходе масштабного усилителя 16 также равно нулю, и протекает максимальный ток по цепи: клемма 18 питания — резистор 17— входные цепи резисторных оптронов

9 и 6 — выход масштабного усилителя 16. При этом сопротивления резисторных оптронов 6 и 9, равные в момент включения питания темновому (большому) сопротивлению, уменьшаются, приближаясь к световому (малому) сопротивлению. Коэффициент передачи каждого из апериодических каждого из апериодических

kC-звеньев 1 и 2 определяется выражением

1 (") Кг (>)»,„ с

2

Коэффициент передачи всего устройства

К(Q) - К,(я) Kg(я) (i àka с) .

В соответствии с выражением (2), по мере уменьшения сопротивлений К резисторных оптронов 6 и 9, коэффициент передачи, а следовательно,и амплитуда выходного напряжения устройства увеличиваются и достигают напряжения пробоя стабилитрона. При этом в моменты времени, соответствующие вершинам положительных полуволн выходного синусоидального напряжения, протекают импульсы тока через стабилитрон 12, диод 13, резистор 14, конденсатор 15, вследствие чего конденсатор 15 заряжается, 990

Составитель Л.Устинкина

Редактор М.Бандура Техред А.Бабинец Корректор М.Самборская

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8102/57

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 з 1 20! напряжение на нем и на выходе масштабного усилителя 16 увеличивается ! ток через входные цепи резисторных оптронов 6 и 9 уменьшается, и процессы протекают в обратном направлении. В результате этого, благодаря наличию отрицательной обратной связи с выхода устройства на входы апериодических " -звеньев 1 и 2 через регулирующий узел 3, ip амплитуда синусоидального напряже° ния на выходе устройства стабилизируется на уровне напряжения пробоя стабилитрона 12. При увеличении частоты f переменного напряжения на входе устройства (до нескольких десятков раз) коэффициент передачи устройства, обратно пропорциональный

1 в соответствии с выражением (2), вначале уменьшается, вследствие чего амплитуда выходного напряжения устройства становится меньше напряжения пробоя стабилитрона 12, поэтому протекание импульсов тока через стабилитрон 12 прекращается, конденсатор 15 не заряжается, а разряжается, напряжение на нем и на выходе масштабного усилителя 16 уменьшается, ток через входные цепи резисторных оптронов 6 и 9 увеличивается, сопротивление последних уменьшается, коэффициент передачи устройства увеличивается до тех пор

У пока амплитуда выходного синусоидального напряжения вновь не достигнет напряжения пробоя стабилитрона 12.

Таким образом, при любой частоте входного сигнала амплитуда синусоидального напряжения на выходе устройства автоматически устанавливается равной заданному значению.

Число апериодических 11с -звеньев устройства может быть и больше двух

Э в зависимости от требуемого коэффициента подавления высших гармоник, увеличение которого достигается увеличением числа h ..

Из выражения (2) следует, что. для сохранения неизменным коэффициента передачи к (4)) при увеличении частоты входного сигнала в какое-то число раз, во столько же раз должно уменьшиться сопротивление R резисторного оптрона, так как . диапазон рабочих частот устройства соответствует кратности регулировки сопротивления резисторных оптронов.