ПРЕЦИЗИОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ НА ОУ в устройствах на микросхемах

June 28, 2014 by admin Комментировать »

Прецизионные или высокоточные выпрямители, в отличие от диодных выпрямителей, идеально выполняют функцию выпрямления: один из полупериодов без искажений присутствует на выходе устройства, другой практически незаметен. Есть и еще одно существенное отличие: амплитуда выходного сигнала прецизионного выпрямителя может превышать амплитуду входного, к тому же ее можно регулировать.

Прецизионные или идеальные выпрямители на основе ОУ могут быть выполнены по схемам, представленным на рис. 15.1 и рис. 15.2 [15.1— 15.3]. На выходе первого из них (рис. 15.1) формируются сигналы отрицательной полярности, второго (рис. 15.2) — положительной. Напряжения, снимаемые с выходов выпрямителя, отличаются на величину падения напряжения на открытом кремниевом диоде (0,6—0,7 В). Для германиевых диодов эта разница близка к 0,25—0,3 В.

Прецизионные неинвертирующие выпрямители (рис. 15.3 и 15.4) на основе ОУ имеют более высокое входное сопротивление.

Выпрямитель на ОУ, схема которого представлена на рис. 15.5, обеспечивает эквивалентное снижение падения прямого напряжения на выпрямительных диодах до 1000 раз. Это существенно повышает точность преобразования и позволяет детектировать сигналы с амплитудой в несколько милливольт [15.4]. Частотные свойства детектора (выпрямителя) определяются свойствами ОУ, диодов VD1 и VD2.

Однополупериодные выпрямители достаточно просты, однако им присущи явно выраженные недостатки:

Рис. 15.5. Схема выпрямителя на ОУ с выходами положительного и отрицательного уровня

♦    возможность полезного использования лишь одного полупериода входного напряжения;

♦  высокое выходное сопротивление;

♦    необходимость использования ОУ с защитой от короткого замыкания нагрузки и т. д.

Более совершенны двухполупери- одные выпрямители. Схемы таких выпрямителей, работающих с неза- земленной и заземленной нагрузкой, приведены на рис. 15.6—15.11 [15.3].

Рис. 15.6. Схема двухполу- периодного выпрямителя на ОУ с незаземленной нагрузкой

Рис. 15.3. Прецизионный выпрямитель

Рис. 15.4. Вариант схемы прецизионного выпрямителя

Двухполупериодный выпрямитель, представленный на рис. 15.6, обычно используют в качестве аналогового вольтметра переменного напряжения, включив в качестве нагрузки магнитоэлектрический микроамперметр.

Для прецизионного двухполупериод- ного выпрямителя (рис. 15.7) при посту-

плении на вход положительной полуволны входного напряжения диод VD1 запирается. ОУ работает в режиме неинвертирующего усилителя с коэффициентом передачи, равном R3/R1.

Рис. 75.7. Схема двухполупериодного выпрямителя на ОУ с заземленной нагрузкой

R3

Рис. 75.8. Схема усовершенствованного двухполупериодного выпрямителя на ОУ с заземленной нагрузкой

При R3=R1 этот коэффициент равен единице, и выходное напряжение равно входному UBblx=UBX. При поступлении на вход устройства отрицательной полуволны соответствующей амплитуды диод VD1 открывается, схема работает в режиме инвертирующего усилителя с коэффициентом передачи, равном единице, U =-U .

вых.              вх.

Недостаток схемы очевиден: при малом входном напряжении отрицательной поляр- ности ивь„*-ив,.

Точность преобразования при малом входном напряжении отрицательной полярности можно повысить, используя схемное решение, рис. 15.8 [15.3]. Отличается схема тем, что в качестве диода VD1 (рис. 15.7) использован идеальный диод на ОУ DA2. Схема также не лишена недостатков: она имеет разное входное сопротивление для сигналов разной полярности.

Варианты схем двухполупериодных выпрямителей приведены на рис. 15.9 и 15.10 [15.4].

На рис. 15.11 приведена очередная схема прецизионного двухполупериодного выпрямителя, состоящая из однополупериодного выпрямителя на ОУ DA1 (см. рис. 15.1) и сумматора на ОУ DA2 [15.3].

Рис. 15.9. Схема двухполупериодного выпрямителя на двух ОУ

Рис. 15.10. Схема усовершенствованного двухполупериодного выпрямителя

Примечание.

Рис. 75.7 7. Схема прецизионного двухполупериодного выпрямителя на двух ОУ

Этот выпрямитель имеет равное входное сопротивление для разнополярных сигналов, но отличается повышенной сложностью.

Можно показать, что напряжение на выходе однополупери- одного выпрямителя Ul равно:

Примеры практического выполнения прецизионных одно- и двухпо- лупериодного выпрямителей на микросхемах ΝΕ531/SE531 приведены на рис. 15.12 и 15.13 [15.5].

Прецизионный двухполупери- одный выпрямитель может быть выполнен и на микросхемах AD820, рис. 15.14 [15.3].

Высокочастотный двухполупе- риодный выпрямитель-детектор сигналов на микросхеме AD8036 (AD8037), рис. 15.15, идеально

Рис. 75.75. Схема высокочастотного выпрямителя-детектора сигналов на микросхеме AD8036

работает вплоть до частот 20 МГц. Амплитуда входных сигналов — до 1 В, сопротивление нагрузки — 100 Ом. При необходимости чувствительность устройства может быть повышена подбором номиналов резисторов R1 и R2.

Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. —352 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты