Устройство для выделения модуля сигнала

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсыин

Соцналнстнчесынн

Республмы

tiii894 724 (Sl ) Дополннтельное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 310778 (21) 2651879/18-24 с присоединением заявим И (23)Приоритет

Опубликовано 30.1 231. Бюллетень №48 (5) ) М. Кл

G 06 G 7/12 Ьаудэрстееный ыамнтет

СССР аа делам изобретений и аткрыткй (53) Уд К681 335 (088.8), Дата опубликования описания 30.1281

1,-) 1

A.Ï. Кузьмичев и A.Ô. Гаврилов (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ИОДУЛЯ СИГНАЛА

Изобретение относится к аналоговой вычислительной и измерительной технике, а также к устройствам обработки информации. !

Известны выпрямители среднего значения, содержащие диоды и резисторы, включенные в цепь отрицательной обратной связи усилителя (1 1.

Известно также устройство для выделения модуля, содержащее диффеt0 ренциальный операционный усилитель с встречно-параллельными соединенными диодами в цепи отрицательной обратной связи по инвертирующему входу усилителя (2).

Введение операционных усилителей в данные устройства преследует цель уменьшить погрешности, обусловленные неидеальностью вольт-амперных характеристик диодов.

Мееий недостаток указанных устройств — наличие напряжения на выходе детектора при входном сигнале, равном нулю.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для выделения модуля, содержащее операционный усилитель с встречно-параллельными соединенными диодами в цепи отрицательной обратной связи по инвертирующему входу усилителя, к которому через резистор подключен источник переменного сигнала, причем анод первого диода, соединенный с катодом второго диода, подключен к выходу операционного усилителя, катод первого диода, являющийся выходом устройства, соединен с первым выходом резистора, второй вывод которого подключен к аноду второго диода и инвертирующему входу усилителя, неинвертирующий вход последнего соединен с об-. щей шиной устройства 1 3).

Недостатком известного устройства является погрешность преобразования, обусловленная конечным значением входного тока операционного усилите

894724 ля и проявляющаяся в наличии напряжения на выходе при входном. сигнале, равном нулю.

Цель изобретения - повышение точности.

Указанная цель достигается тем, 5 что в устройство для выделения модуля сигнала, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а инвертирующий вход через параллельно соединенные первый разделительный диод и последовательно включенные первый масштаб-. ный резистор и второй разделительный диод подключен к выходу операц онно-

$S го усилителя2 к инвертирующему входу которого подключен первый вывод второго масштабного резистора, причем общий вывод первого масштабного,резистора и второго разделительного диода 20 соединен с выходной клеммой устройства, введены дополнительный масштабный резистор, повторитель напряжения ,и разделительный конденсатор, причем второй вывод второго масштабного резистора через дополнительный масштабный резистор подключен к выходу операционного усилителя и через последовательно включенные разделительный конденсатор и повторитель напряжения соединен с входной клеммой устройства.

На чертеже представлена функциональная схема. предлагаемого детектора.

Детектор содержит повторитель

1 напряжения, операционный усилитель

2, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, разделительные диоды 3 и 4, масштабный резистор 5, включенные в цепь от" рицательной обратной связи по инвертирующему входу, к которому подключен второй масштабный резистор 6 и дополнительный масштабный резистор 7, причем катод диода 4, соединенный с анодом диода 3, подключен к выходу усилителя 2, катод диода 3 является выходом устройства и соединен с резистором 5, второй вывод которого подключен к аноду диода 4 и инверти-! рующему входу усилителя 2, резистор

7 включен между выходом операционного усилителя и выводом резистора 6, источник сигнала подключен ко входу повторителя 1 напряжения, выход которого через разделительный конденсатор 8 подсоединен к резистору 6.

4

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход положительной полуволны переменного напряжения последняя инвертируется операционным усилителем 2, обратная связь по инвертирующему входу замыкается через диод 4. Диод 3 закрыт отрицательным напряжением на выходе операционного усилителя. Следовательно, при положительной полуволне входного напряжения выходное напряжение детектора равно нулю. При подаче на вход отрицательной полуволны входного напряжения последняя инвертируется операционным усилителем, обратная связь замыкается через диод 3 и резистор 5, при этом диод 4 закрыт положительным напряжением с выхода операционного усилителя.

Рассмотрим работу схемы по постоянному току, т.е. при входном сигнале 0><0„ считая, что отрицательная обратная связь через резистор 7. разомкнута. При этом по цепи отрицательной обратной связи протекает ток.

Этот ток создает падение напряжения на резисторе 5, которое смещает детекторную характеристику и может рассматриваться как погрешность преобразования из-.за конечной величины входного тока усилителя. Замыкаем цепь отрицательной обратной связи через резистор 7, считая условно, что диоды 4 и 3 закрыты для чего

2 необходимо и достаточно, чтобы соблюдалось неравенство

0<0 или.U К+Я )<О.„ где U+><- напряжение отпирания диода

U0 - напряжение на выходе операционного усилителя;

Я и и .2 - сопротивление масштабных резисторов 6 и 7.

Выбирая в качестве нелинейного элемент с резко выраженной нелинейностью, например диод кремниевого типа, можно значительно расшйрить область выполнения неравенства. При этом можно считать, что ток отрицательной обратной связи U - проходит на вход усилителя через.резисторы 7 .и б и не проходит через цепь резистор 5 и диод 3, следовательно, напряжение на выходе устройства близко к нулю.. Кроме того, поскольку

8947

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 11491/79 Тираж 748 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 входной ток операционного усилителя и напряжение отпирания диода изменяются с одинаковым знаком в зависимости от температуры окружающей среды (растут при пониженной температуре и падают при повышенной) предлагаемое построение схемы гарантирует выполнение неравенства в широком диапазоне температур.

Устройство для выделения модуля сигнала, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а инвертирующий вход через параллельно соединенные первый разделительный диод и последовательно включенные

20 первый масштабный резистор и второй разделительный диод подключен к выходу операционного усилителя, к инвертируюФему входу которого подключен первый вывод второго масштабного резистора, причем общий вывод первого

24 Ь масштабного резистора и второго разделительного диода соединен с выход- ной клеммой устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный масштабный резистор, повторитель напряжения и разделительный конденсатор, причем второй вывод второго масштабного резистора через дополнительный масштабный резистор подключен к выходу операционного усилителя и через последовательно включенные разделительный конденсатор и повторитель напряжения соединен с входной клеммой устройства.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. Л., "Энергия", 1975 с 73

75.

2. Авторское свидетельство СССР

И 415667, кл. G 06 G 7/12, 1972.

3. Марше Ж. Операционные усилители и их применение. Л., "Энергия", 1974, с. 89, рис. 5-63 (прототип).