Линейный выпрямитель

Линейный выпрямитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике злектроизмерений. Может бьггь использовано в приборах для измерения переменного напряжения путем его преобразования в постоянное. Цель изобретения - повьшоние точности путем коррекции выпрямляемого сигнала по результатам cy п poвaния входного напряжения полуволнами выпрямленных входных напряжений, пя дост1гаения поставленной цели в устройство, содержащее входной резистор 1, первый операциснньш усилитель 2, резисторы 3 и 4, диоды 5 и 6, введены резисторы 7, 8, 9, 11, 12, 14, 15 и операционные усилители 10 и 13. Введенные элементы представляют собой сумматор с компенсирующим каналом в цепи отрицательной обратной связи. Введение сумматора обеспечивает выделение ошибки при суммировании входного и выходного сигналов, обеспечивает уменьше-- ние погрешности и тем самым повышает точность преобразования. На частоте 10 кГц погрешность выпрямления не превышает 1%. 1,ил. с 9 (Л СИНН , Ui ТЁ1 .4ir - 00

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

ЦИ (11) (511 4 С 01 R 19 22 г.ф

И с

r13 к, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTvtA (21) 3716060/24-21 (22) 29.03,84 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (71) В.М.Дубовис (53) 621.317.7(088.8) (56) Туз Ю.М. Структурные методы повышения точности измерительных устройств. Киев: Вища школа, 1976, с. 37.

Волгин Л.И. Измерительные преобФ разователи переменного напряжения в постоянное. M.t Советское радио, 1977, с. 48, табл. 2.1, 1а. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике злектроизмерений. Может бьггь использовано в приборах для измерения переменного напряжения путем его преобразования в постоянное..Цель изобретения — повышение точности путем коррекции выпрямляемого сигнала по результатам суммирования входного напряжения полуволнами выпрямленных входных напряжений. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее входной резистор 1, первый операционный усилитель 2, резисторы

3 и 4, диоды 5 и 6, введены резисторы 7, 8, 9, 11, 12, 14, 15 и операционные усилители 10 и 13. Введенные элементы представляют собой сумматор с компенсирующим каналом в цепи отрицательной обратной связи. Введение сумматора обеспечивает выделение ошибки при суммировании входного и выходного сигналов, обеспечивает уменьшение погрешности и тем самым повышает точность преобразования. На частоте

10 кГц погрешность выпрямления не превышает 1Х. 1.ил.

У вЂ” « Ур

1257538

10

35

U, A+2 где U, —

U о

Ц а

U к

Изобретение относится к технике электроиэмерений и может быть исполь-зовано в приборах для измерения переменного напряжения путем его преобразования в постоянное.

Цель изобретения — повышение точности путем коррекции выпрямляемого сигнала по результатам суммирования входного напряжения полуволнами выпрямленных выходных напряжений.

На чертеже. приведена электрическая принципиальная схема линейного выпрямителя.

Линейный выпрямитель содержит входной резистор 1, через который входная шина подключена к инвертирующему входу первого операционного усилителя

2, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной. Иивертирующий вход первого операционного усилителя

2 соединен через второй 3 и третий 4 резисторы соответственно с катоцом первого диода 5 и первой выходной шиной, а также с анодом второго диода 6 и второй выходной шиной. Анод первого диода 5 и катод второго диода 6 подключены к выходу первого операционного усилителя 2. Входная шина, первая и вторая выходные шины соответственно через четвертый 7, пятый 8 и шестой 9 резисторы подключены к неинвертирующему входу второго операционного усилителя 10, инвертирующий вход которого подключен к общей шине. Выход второго операционного усилителя через седьмой резистор 11 соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя 2, а через восьмой резистор 12 — с инвертирующим входом третьего операционного усилителя 13, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине. Выход третьего операционного усилителя 13. соединен через девятый резистор 14 с его инвертирующим входом, а через десятый резистор 15 — с неиннертирующим входом второго операционного усилителя 10.

Линейный выпрямитель работает следующ«м образом.

При подаче на входной резистор 1 переменного синусоидального напряжения на вьгходе операционного усил«теля 2 формируется противофазное переменное напряжение, полуволны которого поочередно отпирают диоды 5 и 6....

Вследствие этого для каждой из полу.волн через резисторы 3 и 4 поочередно замыкается цепь отрицательной обратной связи, в результате чего на выходных шинах формируютея выпрямле»ные пульсирующие напряжения: »а первой шине — положительное, а на второй — отрицательное.

Второй 10 и третий 13 операцио»»ые усилители с подключенными к ним резисторами 7, 8, 9, 12, 14 и 15 представляют собой сумматор с компенсирующим каналом в цепи отрицательнгй обратной связи. Операционный усилитель .10 алгебраически суммирует полувоцны выходных напряжений с входным напряжением. Если полуволны выходных напряжений отличаются по амплитуде от соатветствующ«х полуволн входного напряжения„ то вьг<одыое напряжение усилителя 10 воздействует через резистор 11 на входное напряжение операционного усилителя 2 таким образом, что погрешность — разница амплитуд полуволн входного и выход— ных напряжений — у: еньшается. Третий операционный усилитель 13 образует вместе с резисторами 12, 14 и 15 цепь отрицательной обратной связи в сумматоре и обеспечивает алгебраическое суммирование rrp« котором для

Р каждой полуволны на выходе сумматора формируется напряжение ошибки.

Повышение точности можно показать математически. Погрешность в измерительньгх выпрямителях возникает из-за того, что падение»э»ряжения на выпрямительных диодах 5 и 6 соизмеримо с амплитудой выпрямляемого напряжения.

Цля простоты положим сопротивления резисторов равными. Входное и вьг<одное напряжение первого операционного усилителя 2 связанг» следующим образом:

U3 Ug +2) (-" — 0о, (1) входное напряжение; выходное напряжение операционного усилителя 2 коэффициент усиления опера-. ционного усил«теля 2 при разомкнутой цепи отрицательной обратной связи, падение напряжения на диоде

5 или 6; выходное напряжение сумматора на операционных ус«ли телях 10 и 13.

1257538

1

А(К+1+- )

А.Составитель A.Ëó÷êîâñêèé

Техред Л.Олейник Корректор И.Муска

Редактор M.ÏåYðoâà

Заказ 4912/42

Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.!!рс ектная, 4

Поскольку

+ U0, I где U — одно из выходных напряжений о .выпрямителя, U (U, +U,)К 5 где К вЂ” коэффициент передачи сумматора, то выходное напряжение на первой или второй выходных шинах равно

U =-U;

10 — U (2)

А(К+1+ — )

Тогда погрешность преобразования равна

3 = ††--- (- — — 1) ° 100Z (3)

2 Па

А(К + 1) U;

Иэ (3) вытекает, что введение сумматора с инвертирующим усилителем 20 в цепи обратной связи, обеспечивающего выделение ошибки при суммировании входного и выходных сигналов, обеспечивает уменьшение погрешности.

Таким образом, отличия линейного 25 выпрямителя позволяют повысить точность преобразования. Макетный образец линейного выпрямителя выполнен на операционных усилителях 140 УД8, диодах КД514А и резисторах С2-298 — ЗО

О, 25-5 кОм + О, 17.

На частоте 10 кГц погрешность выпрямления не превышает 17..

Формула и обретения

Линейный выпрямитель, содержащий входной резистор, через который входная шинг. подключена к инвертирующему входу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, второй и третий резисторы, через которые инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен соответственно с катодом первого диода и первой выходной шиной, а также с анодом второго диода и второй выходной шиной, аноды первого и второго диодов подключены к выходу первого операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены второй и третий операционные усилители и семь резисторов, при этом входная шина, первая и вторая выходные шины соответственно через четвертый, пятый и шестой резисторы подключены к неннвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к общей шине, выход второго операционного усилителя через седьмой резистор соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а через восьмой резистор — с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход через девятый резистор — с его инвертирующим входом, а через десятый резистор — с неинвертирующим входом второго операционного усилителя.