Фазочувствительный выпрямитель

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<и>78594 7 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 10.05. 78 (21) 2612675/18-09 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 07.1280. Бюллетень Ио45

Дата опубликования описания Q 7 128 0

Н 03 0 3/02

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений н открытий (5З) УД)(621. .376.23 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Н. Шаров (71) Заявитель (54 ) ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫИ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано при проектировании систем автоматического регулирования и управления. 5

Известен фаэочувствительный выпрямитель, содержащий операционный усилитель с емкостной цепью отрицательной обратной связи, первый ключ, сигнальный вход которого через два 10 встречно-параллельно соединенных диода .подключены к общей шине и через резистор соединен с источником входного сигнала, а управляющий вход подключен к источнику опорного сигнала, и 15 резистор обратной связи, включенный между выходом операционного усилителя и сигнальным входом первого ключа (1(. .Однако известное устройство имеет недостаточное быстродействие. 20

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Для этого в фаэочувствительный выпрямитель, содержащий операционный усилитель с емкостной цепью отрица- 25 тельной обратной связи, первый ключ, сигнальный вход которого через два встречно-параллельно соединенных диода подключен к общей шине и через резистор соединен с, источником вход-т 30 ного сигнала, а управляющий вход подключен к источнику опорного сигнала, и резистор обратной связи, включенный между выходоМ операционноrî усилителя и сигнальным входом первого ключа, между выходом первого ключа и входом операционного усилителя последовательно включены два дополнительных резистора, точка соединения которых через конденсатор подключена к общей шине, и второй ключ, управляющий вход которого подключен к источнику опорного сигнала.

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.

Фаэочувствительный выпрямитель содержит операционный усилитель 1, конденсатор 2 емкостной цепи отрицательной обратной связи, резистор 3, резистор 4 обратной связи, два встречнопараллельно соединенных диода 5, первый и второй ключи б, 7, два дополнительных резистора 8, 9, конденсатор

10, резистор 11 и источник опорного сигнала 12.

Устройство работает следующим образом.

При сигнале с источника опорного сигнала 12, соответствующем замкнутым

78594.7 состояниям ключей б и 7, пропускается полуволна входного напряжения

0 », и устройство работает как фильтр .низкой частоты второго порядка.

ЬЬ!х ВХ 4 JESTð+ 1 р ! где U (t) - сРеднее значение входного напряжения на интерI вале замкнутого состоя ния ключей б и 7, Ubb l (й ) — постоянная составляющая

ЬЬЫ выходного напряжения, К - коэффициент передачи ус. тройства;

-9 - коэффициент демпфирования -(показатель колебательности); (11 +("В+89) (1+ К4/R>) С2

; 9

2 КР ° 184+ Rg(1+R4/RP) С С2

T — постоянная в емени

Т = Rg f R44 Rg (1t R4/й )Д С !" С2 р — ойератор дифференцирования.

Потенциал точки соединения резисторов 3 и 4 меньше порога открывания диодов 5 независимо от полярности входного сигнала и они не нарушают лине!!ного характера работы устройства.

При сигнале с источника опорного сигнала 12 U, cooT eTcTa lo!!1eM ра- 39 !! з омк нутым со т оя ни ям ключей б и 7, !!

U b постоянно и равно 08,хна момент

ВЬ|х размыкания ключей. Входной сигнал че. рез резистор 3 и выходной через резистор 4 замыкаются через диоды 5 на 35

I! общую шину и при любых значениях О,„

11 и 08 не создают на закрытом ключе аых напряжения больше 1. В. Это обеспечивает нормальный режим закрытых клю.чей б и 7, малые токи утечки через 40 сопротивление закрытых ключей и возможность применения любых типов ключей на полевых транзисторах (в том числе интегральных). При смене фазы входного сигнала меняется знак выход

° ного напряжения, а принцип работы не меняется.

Таким образом, предлагаемое устройство работает как традиционный фазочувствительный выпрямитель с высокой точностью, но реализует передаточную функцию фильтра низкой частоты второго порядка с регулируемой постоянной времени и коэффициент м д фпфирования, который можно устанавливать как больше 1, так и мень ше 1.

Ко! ечное значение сопротивления ключей б, 7 в открытом состоянии и резисторов 8, 9 практически не оказывает влияния на точность реализа- @) ции коэффициента передачи, но может быть оценено по формуле 4 4

ДК- — (1+ + !

О З ьхо 8+ 9 3 7

65 где д К вЂ” погрешность коэффициента передачи при наличии компенсирующего резистора 11у

К „ — коэффициент усиления операционного усилителя 1

1 и „ — входное сопротивление операционного усилителя 1;

R8 R — сопротивление ключей 6 и

7 в открытом состоянии.

Поскольку для существующих операционных усилителей КО >у1, à R р(RВФ R1 то в данном устройстве могут прйменяться любые типы ключей на полевых транзисторах, а их влияние на точность работы устройства на два-три порядка меньше, чем влияние нестабильности резисторов R5 и R4,.

Оценить влияние сопротивления закрытых ключей к первом приближении можно по формуле !!

0 ,ВХ

606Ь(Х (R,С т

В 1 !! где 08„Х вЂ” изменение выходного напряжения под действием U Bx за время ti2, т. е. в ре-!! жиме памяти, 0 ВХ вЂ” напряжение на диодах 5,, время режима памяти (полпериода несущей частоты);

R . — сопротивление закрытого ключа. !!

Пусть 0ВХ =1 В на всем интервале

tg=1,25 ° 10 сек, Rb= 10 ом, C4 — — 10 ф тогда Ь0" „,х(1, 25 ° 10+8, т. е. практически не оказывает никакого влияния на точность преобразования.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает высоким быстродействием.

Технико-экономи4еская эффективность изобретения заключается к следующем.

Исследования (аналитические и экспериментальные) показали, что быстродействие предлагаемого фазочувствительного выпрямителя по сравнению с фазочувствительными выпрямителями, модулируемыми звеном первого порядка, при том же уровне пульсаций увеличивается более, чем в десять раз.

Формула изобретения

Фазочувствительный выпрямитель, содержащий операционный усилитель с емкостной цепью отрицательной обратной связи, первый ключ сигнальный

7 вход которого через два встречнопараллельно соединенных диода подключен к общей шине и через резистор соединен с источником входного сигнала, а управляющий вход подключен к источнику опорного сигнала, и резистор обратной связи, включенный между выходом операционного усилителя и c»гнальным входом первого ключа, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

785947

Составитель Л. Ананьева

Редактор Л. Утехина Техред Z.Êàñòeëåâè÷ Корректор Г. Решетник

Заказ 8859/5á Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 целью повышения быстродействия, между выходом первого ключа и входом операционного усилителя последоваITGJIbFIo включень два дополнительных резистора, точка соединения которых через конденсатор подключена к общей шине, и второй ключ, управлякщий в>:од которого подключен к источнику опорного сигнала.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3743952, кл. 329-110, опублик. 03.07.73 (про;-отип).