Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для точного преобразования переменного напряжения в постоянное и вычисления модуля входного сигнала. Цель изобретения - повышение точности. В преобразователе для целей детектирования знакопеременных сигналов использованы транзисторы 7 и 8 в трансдиодном включении, при котором коллектор подключен к суммирующей точке операционного усилителя 4, база соединена с шиной нулевого потенциала, а эмиттер через токоограничительный резистор 6 соединен с выходом операционного усилителя 4. Используется особенность транзистора в трансдиодном включении, заключающаяся в практически полном отсутствии тока коллектора при обратном смещении эмиттерного перехода. При этом операционный усилитель 4 находится в линейном режиме за счет отрицательной обратной связи, обеспеченной вторым транзистором противоположного типа проводимости. Вследствие близости к нулю напряжения на входе усилителя 4 (виртуальной земли) практически отсутствует напряжение на коллекторном переходе транзистора, что исключает протекание собственных токов этого перехода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (l I) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4291211/24-07 (22) 28.07.87 (46) 23.11.89. Бюл, Ф 43 (71) Томский политехнический институт им, С.M,Кирова (72) В.В.Самокиш (53) 621.314.632(088.8) (56) Волгин Л,И. Измерительные преобразователи переменного напряжения. в постоянное. - M.: Советское Радио, 1977, с. 63, рис. 2.26.

Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре, — M.: Советское Радио, 1979, с. 184, рис. 4.22б. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для точного преобразования переменного напряжения в постоянное и вычисления модуля входного сигнала. Цель изобретения — повышение точности, В преобразователе для целей детектиро(511 4 11 02 M 7/217 С 01 R 19/22

2 вания знакопеременных сигналов использованы транзисторы 7 и 8 в трансдиодном включении, при котором коллектор подключен к суммирующей точке операционного усилителя 4, база соединена с шиной нулевого потенциала, а эмиттер через токоограничительный резистор 6 соединен с выходом операционного усилителя 4. Используется особенность транзистора в трансдиодном включении, заключающаяся в практически полном отсутствии тока коллектора при обратном смещении эмиттерного перехода. При этом операционный усилитель 4 находится в линейном режиме за счет отрицательной обратной связи1 обеспеченной вторым транзистором противоположного типа проводимости. Вследствие близости к нулю напряжения на входе усилителя 4 (виртуальной земли) практически отсутствует напряжение на коллекторном переходе транзистора, что исключает протекание собственных токов этого перехода. 1 ил.

1524147

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для точного преобразования переменного напряжения в постоянное и вычисления модуля входного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже приведена схема преобразователя, Первые выводы первого 1 и второго

2 масштабных резисторов соединены и являются входом 3 преобразователя. а их вторые выводы подключены к инвертирующим входам соответственно первого 4 и второго 5 операционных усилителей. Выход первого операционного усилителя 4 через токоограничительный резистор 6 соединен с эмиттерами первого 7, второго 8 и третьего 9 транзисторов, базы которых подключены к шине 10 нулевого потенциала. Коллекторы первого 7 и второго 8 транзисторов подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя 4, Коллектор третьего транзистора 9 и первые выводы второго 2 и третьего 11 масштабных резисторов, соединены с инвертирующим входом второго операционного усилителя 5, выход которого соединен с вторым выводом третьего масштабного резистора 11 и является выходом 12 преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

Первый 7 и третий 9 транзисторы одного типа проводимости, например п-р-п, как это показано на чертеже, и идентичные по параметрам. Второй транзистор 8 имеет противоположный тип проводимости. При отрицательной полярности напряжения на входе 3 преобразователя обратная связь первого усилителя замыкается через токоограничительный резистор 6 и второй транзистор 8. При этом-первый 7 и третий

9 транзисторы заперты и не оказывают влияния на выходное напряжение преобразователя противоположное по знаку входному и пропорциональное отношению величин третьего ll и второго 2 масштабных резисторов. При положительной полярности напряжения на входе 3 обратная связь первого операционного усилителя 4 замыкается через токоограничительный резистор 6 и первый транзистор 7. В силу идентичности параметров и режимов работы первого 7 и третьего 9 транзисторов их коллекторные токи равны, Напряжение на выходе 12 преобразователя определяется суммой противоположных по направлению токов второго

5 масштабного резистора 2 и тока коллектора третьего транзистора 9, совпадает по знаку с напряжением на входе 3 и также пропорционально отношению второго 2 и третьего 11 масштабных резисторов, для чего величина первого масштабного резистора 1 устанавливается вдвое меньшей, чем у второго масштабного резистора 2. Таким образом, напряжение на выходе 12 преобразователя пропорционально модулю входного напряжения.

Обратные токи запертых змиттерных переходов практически не влияют на результат преобразования. Действительно, при отрицательном напряжении на входе 3, когда первый 7 и второй 8 транзисторы заперты, их коллекторные токи практически отсутствуют, так как напряжения на коллекторных переходах определяются потенциалами инвертирующих входов первого 4 и второго 5 операционных усилителей и близки к нулю, а обратные токи запертых эмиттерных

30 переходов имеют во-первых малую величину и низкого обратного напряжения (0,5-0,7 В), во-вторых, поскольку но- сители заряда, создающие этот ток, являются в базах транзисторов основ35 ными, то они не собираются коллекторами, а рекомбинируют в базах и стекают по независимой от коллектора цепи на шину 10 нулевого потенциала, Аналогично, при положительной поляр40 ности входного напряжения коллекторный ток находящегося в таких же условиях второго транзистора 8 равен нулю и не влияет на результат преобразования. Величина общей для обеих поляр45 ностеи входного сигнала ошибки на выходе преобразователя, обусловленной напряжениями смещения первого 4 и второго 5 операционных усилителей а1! = еf (1+К), 50 где К вЂ” коэффициент преобразования, определяемый отношением масштабных резисторов.

Напряжение ошибки несимметрии по полярностям входного сигнала

gU„= 2Ке

Для обеспечения идентичности параметров первого 7 и третьего 9 транФормула изобретения

Составитель В.Горохов

Редактор Г,Гербер Техред Л.Сердюкова . Корректор Э.Лончакова

Заказ 7053/55 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 152414 зисторов могут быть использованы интегральные транзисторные сборки. Напряжение смещения (разность напряжений на эмиттерном переходе) используемых интегральных транзисторных пар отражается на симметрии преобразования по полярностям входного сигнала, но легко компенсируется подстройкой, например, первого масштабного резисто- 10 ра 1. Несимметрия выходного напряжения для разных полярностей входного сигнала, вызванная изменением температуры интегральной пары транзисторов, о не превысит в этом случае 0,01X/ С.

Токоограничительный резистор 6 служит для обеспечения устойчивости контура обратной связи первого операционного усилителя 4, имеющий активный характер. Ю

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый 25 и второй операционные усилители, вхо7 6 ды которых соответственно через первый и второй масштабные резисторы соединены с входом преобразователя, токоограничительный резистор, первый и второй выпрямительные элементы и третий масштабный резистор, первый и второй выводы которого соединены соответственно с входом и Выходом второго опеФ рационного усилителя, выход которого является выходом преобразователя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, первый и второй выпрямительные элементы выполнены в виде транзисторов, введен третий транзистор, причем коллекторы первого и второго транзисторов соединены с входом первого операционного усилителя, выход которого через токоограничительный резистор соединен с эмиттерами первого, второго и третьего транзисторов, базы которых подключены к шине нулевого потенциала, а коллектор третьего транзистора соединен с входом второго операционного усилителя.