Схема фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ). Фазочувствительные выпрямители. Чувствительность схемы к изменению

Схема фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ) построена так, что среднее значение её выходного напряжения зависит не только от амплитуды гармонического входного сигнала Uинф, но также и от фазового сдвига j между этим сигналом и опорным напряжением Uоп, которое синхронно с Uинф. Чувствительность схемы к изменению j позволяет использовать ФЧВ, например, для выделения из информационного сигнала Uинф полезной составляющей с одновременным подавлением чётных гармоник или для получения функции синуса или косинуса, используемых в аналоговых решающих устройствах, и т.д..

В лабораторной работе исследуется две схемы ФЧВ. В первой схеме управляемые ключи установлены в обратной связи ИУПТ (рис.1а), а во второй – на входе двухвходового усилителя (рис.1б). На рис.2 эти схемы выделены в блоки, обозначенные индексами М1 и М2 соответственно. Для управления ключевыми элементами К1 и К2 служат напряжения Uупр1 и Uупр2 – прямоугольные импульсы, вырабатываемые схемой формирователя управляющих напряжений (ФУН) из напряжения Uоп. Напряжения Uупр1 и Uупр2 всегда находятся в противофазе друг к другу, обеспечивая такой режим работы ключей, при котором один из них оказывается замкнут в то время, когда другой разомкнут, и наоборот. В состав ФУН входит схема активного диодного ограничителя на ИУПТ и два ИУПТ в режиме компаратора с ПОС на R2 и R3. Ограничитель необходим для получения сигнала с большой крутизной на участке перехода Uоп через ноль, т.е. для лучшего выделения моментов пересечения Uоп с нулевым уровнем (в этом случае изменение порога срабатывания компаратора, например, от температуры, не приводит к большим фазовым ошибкам ФУН). Сопротивление на входе ограничителя рассчитывается по входному напряжению и прямому току выбранных диодов VD1 и VD2. ПОС на R2 и R3 позволяет устранить явление «дребезга» в выходном сигнале при переключении компаратора. Сопротивления R2 и R3 рассчитываются так, чтобы напряжение в точке деления выходного напряжения компаратора превышало его напряжение смещения. Фазовращатель (ФЗВ) позволяет плавно менять фазовый сдвиг j сигнала Uоп относительно Uинф от нуля до 180°. Сглаживающий фильтр (Ф) служит для выделения среднего значения из выходного сигнала ФЧВ.

Если считать, что параметры элементов схем идеальные, то для ФЧВ рис.1а можно записать:

Рис.1 Фазочувствительные выпрямители

В схеме рис.1б:

Более подробную информацию см. в [2].