Знак “минус» присутствует в выражении ( 8 ), так как операционный усилитель DA2 включен по схеме инвертирующего усилителя. Приняв величину коэффициента усиления фильтра для постоянного тока равной минус 2, и задавшись величиной резистора R6, можно из выражения ( 8 ) определить величину резистора R7.
Напряжение с выхода фильтра низких частот поступает на вход выпрямителя напряжения, который собран на операционном усилителе DA3, резисторах R10, R13 – R14 и диодах VD10 – VD11.
Операционный усилитель DA3 включен по схеме инвертирующего усилителя и, так же как и усилитель фильтра низких частот, имеет отрицательный коэффициент усиления.
Работает выпрямитель следующим образом: при поступлении на вход положительного напряжения, на выходе операционного усилителя DA3 устанавливается отрицательное напряжение, открывается диод VD11, и замыкается цепь обратной отрицательной связи через резистор R14. При этом коэффициент усиления операционного усилителя DA3 определяется соотношением резисторов R10 и R14. При поступлении на вход выпрямителя отрицательного напряжения, на выходе операционного усилителя DA3 устанавливается положительное напряжение, открывается диод VD10, и обратная отрицательная связь замыкается через резистор R13. Коэффициент усиления операционного усилителя определяется соотношением величин резисторов R10 и R13.
Принимаем коэффициент передачи выпрямителя равным минус 1. Так как коэффициент передачи выпрямителя должен быть одинаковым для положительного и отрицательного напряжения, то можно записать:
КВ = - R13 / R10 = - R14 / R10 = -1, ( 9 )
где КВ – коэффициент передачи выпрямителя.
Так как диоды VD10, VD11 включены в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя DA3, то их прямое падения напряжения не влияет на выходное напряжение выпрямителя. Кроме того, температурный дрейф прямого напряжения этих диодов также не будет влиять на точность измерения цифрового вольтметра.
Выходное напряжение выпрямителя формируется как разность потенциалов на правых выводах резисторов R13 и R14. Для окончательного усиления напряжения используется согласующий усилитель, в качестве которого использован инструментальный усилитель DA4. Коэффициент усиления согласующего усилителя принят равным 5. Величина коэффициента усиления определяется величиной сопротивления резистора R17. Применение инструментального усилителя позволяет согласовать симметричный выходной сигнал выпрямителя с несимметричным входом преобразователя «напряжение-частота».
Для отображения полярности входного сигнала в состав входного усилителя включен компаратор, собранный на операционном усилителе DA5 и резисторах R15 – R16. Вход компаратора подключен к выходу операционного усилителя DA3 выпрямителя. При поступлении на вход цифрового вольтметра отрицательного напряжения, на выходе операционного усилителя DA5 компаратора появляется также отрицательное напряжение, которое через резистор R25 поступает на вход элемента DD12.4. Элементы DD12.4, DD12.5 переключаются, что приводит к включению сегмента «G» цифрового индикатора старшей декады U4. Вход элемента DD12.4 защищен от большого выходного напряжения операционного усилителя DA5 с помощью резистора R25 и диодов VD15, VD16.
При отсутствии напряжения на входе цифрового вольтметра для исключения произвольного включения и выключения знака полярности входного напряжения, вход компаратора смещен напряжением, формируемым делителем напряжения R15 – R16. С этого делителя напряжение величиной 0,25 В подается на инвертирующий вход компаратора DA5. Это смещение не приводит к ошибке в работе компаратора, так как даже при малых отрицательных напряжениях на входе цифрового вольтметра, на выходе операционного усилителя выпрямителя DA3 напряжение составляет не менее 50 мВ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.