Раздел: Документация
0 ... 48 49 50 51 52 53 54 ... 82 При l7bx<0, т е когда U3X = — UBX \, Приравнивая с7вых дтя первое и второго случая, потучаем 1 + RJRb Если принять Ri = R2 = RsR, R4 = nR, то /?3 = 0,5 л/(л+1). При этом L/BbIX = (n+l)L/BX. В выпрямителе по схеме рис. 7-2,в при Upx>0 сигнал проходит на выход через усилитель ОУ1, диод Д2, усилитель ОУ2, а обратная связь замыкается через резисторы R3 и R2. При этом очевидно, "то UBbIX=U3%(Ri + R2 + Rs)IR\. Если же UBX<0, io открывается диод Д1, диод Д2 закрыт и выходное напряжение образуется в результате усиления инвертирующим усилителем на основе ОУ2 напряжения, поступающего с выхода повторителя на основе ОУ1. В результате UBMX— —UBXR3/R2. Постоянство модуля коэффициента передачи будет достигаться при 1 +R2/R\ + Rz/Ri = R-i/R2- В частности, если R2 = R, R3 = nR, /?, = #(n+l)/(n—1), то UEb,xn\UBX\. В заключение заметим, что весьма полное и систематизированное описание различных схем точных выпрямителей приве дено в [8]. 7-2. Амплитудные выпрямители Амплитудные выпрямители предназначены для получения постоянного выходного напряжения, пропорционального амплитуде входного переменного или импульсного напряжения. Во многих случаях амплитудный выпрямитель можно построить путем подключения конденсатора в качестве нагрузки выпрямителя среднего значения. Так, например, если подключить конденсатор С к выходным зажимам выпрямителя по схеме рис. 7-1, а, то мы получим амплитудный выпрямитель при условии, что постоянная времени разряда конденсатора (CR2) будет много больше периода входного сигнала. Аналогичным образом амплитудный выпрямитель можно выполнить, подключая конденсатор к выходу выпрямителя по схеме рис. 7-2, а Рис. 7-3, а показывает схему простейшего активного амплитудного выпрямителя. При UBX>0 конденсатор С заряжается до амплитуды входного сигнала выходным током ОУ, проходящим через открытый диод. При этом неравное нулю падение напряжения на открытом диоде не будет приводить к появлению погрешности, так как диод включен в прямую цепь замкнутого контура. Когда напряжение UBX примет значение, меньшее, чем амплитудное, то за счет того, что на Н-входе ОУ напряжение станет меньше, чем на И-входе, напряжение на вы- ходе ОУ станет отрицательным и диод закроется. В дальнейшем диод будет закрыт до тех пор, пока входное напряжение не превысит напряжения, запомненного на конденсаторе С. Последующие устройства, присоединяемые к выходным зажимам амплитудного выпрямителя по схеме рис. 7-3, а, должны иметь достаточно большое входное сопротивление, чтобы конденсатор С не успевал заметно разряжаться на протяжении периода Т входного сигнала. Если обозначить символом RH сопротивление нагрузки выпрямителя, то коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя, вызванных упомянутым разрядом, будет приближенно равен \/(2fCRu), где f — частота входного сигнала. Амплитудный выпрямитель, схема которого показана на рис 7-3, б, обеспечивает преобразование входного сигнала «от  Рис. 7-3 Схемы амплитудных выпрямителей пика до пика», т. е. постоянное выходное напряжение этого выпрямителя равно сумме положительной и отрицательной амплитуд (размаху) входного напряжения. Первый каскад этого устройства, содержащий усилитель ОУ1, представляет собой активный амплитудный выпрямитель с закрытым входом. Когда UBx>0, диод Д1 открывается и напряжение на И-входе поддерживается равным нулю. При этом конденсатор С заряжается до отрицательной амплитуды входного сигнала. Когда далее UBX начнет снова возрастать, напряжение на И-входе ОУ1 станет положительным и диод Д1 закроется, вследствие чего цепь обратной связи отключится и на выходе ОУ1 установится уровень отрицательного ограничения. Переменное входное напряжение £/вх, смещенное в положительную сторону на размер отрицательной амплитуды, запомненной на конденсаторе С1, подается на Н-вход ОУ2. Второй каскад устройства, выполненный на основе ОУ2, представляет собой амплитудный выпрямитель для положительной амплитуды. Чтобы конденсатор С2 этого выпрямителя не разряжался, между ним и выходными зажимами включен повторитель напряжения на полевом транзисторе. Погрешности этого повторителя не приводят к появлению погрешности в работе выпрямителя в целом, поскольку повторитель входит в прямую цепь устройства. На выходе повторителя устанавливается постоянное напряжение, равное положительной амплитуде сигнала на Н-входе ОУ2 и соответственно сумме положительной и отрицательной амплитуд входного сигнала UBX. Диод ДЗ, входящий в схему выпрямителя рис. 7-3, б, предотвращает перегрузку по входу усилителя ОУ2 в промежутках времени, когда напряжение на его Н-входе меньше напряжения UВЪ1Х. В первом каскаде выпрямителя такой диод отсутствует, поэтому размах входного сигнала должен быть меньше допустимого входного дифференциального напряжения усилителя ОУ1. В практических схемах амплитудных выпрямителей параллельно запоминающим конденсаторам (С, С1 и С2 на рис. 7-3) необходимо устанавливать ключи, которые должны, периодически замыкаясь, производить разряд конденсатора, чтобы затем обновлять информацию об амплитуде входного напряжения. Анализ погрешностей активных амплитудных выпрямителей можно найти в [8]. 7-3. Ключевые устройства и фазочувствительные демодуляторы Ключевые устройства. В главе первой мы рассматривали ключи, выполненные на МОП-транзисторах. Сочетание таких ключей с операционными усилителями позволяет уменьшить погрешности, обусловленные падением напряжения на сопротивлении открытого ключа. На рис. 7-4, а, б ш в показаны три варианта ключей, в которых МОП-транзисторы для упрощения рисунка условно показаны в виде механических переключателей. В инвертирующем ключе по схеме рис. 7-4, а с помощью МОП-переключателя П производятся переключения в цепи обратной связи инвертирующего усилителя. Когда переключатель П находится в верхнем по схеме положении, выходное напряжение равно инвертированному входному. Выходное сопротивление устройства благодаря действию ООС при этом весьма мало (десятые доли ома и меньше). Когда же переключатель П находится в нижнем положении, выход ключа оказывается присоединенным через резистор обратной связи к И-входу, потенциал которого практически равен нулю. Ключ закрыт, его выходное сопротивление равно R. Рис. 7-4, б показывает неинвертирующий ключ, достоинством которого является низкое выходное сопротивление в обоих состояниях. Как видим, ключ в данном случае состоит из МОП-переключателя и повторителя напряжения. Разрывной неинвертирующий ключ, схема которого показана на рис. 7-4, в, содержит ОУ и два синхронно работающих МОП-ключа. Здесь, как и в двух предыдущих вариантах, падение 0 ... 48 49 50 51 52 53 54 ... 82
|
