12. Виды преобразователей переменного напряжения: пиковый, средневыпрямленных и среднеквадратичных значений. Формулы преобразования

1. Преобразователь пиковый (амплитудный)

Преобразователи пикового значения. Особенность преобразо­вателя этого вида заключается в том, что напряжение на его вы­ходе непосредственно соответствует пиковому (амплитудному) значению напряжения, поданного на вход преобразователя. Он должен содержать элемент, запоминающий пиковое значение напряжения. Обычно это конденсатор, заряжаемый через диод до пи­кового значении.

- с закрытым входом

- с открытым входом

С открытым входом:

Рассмотрим работу пикового преобразователя с открытым входом в случае, когда к нему подводится сину­соидальное напряжение U= U_msinωt; равенство нулю начальной фазы не нарушает общности рассуждений. В начальный момент напряжение приложено к диоду почти целиком, поскольку емкость конденсатора С (обычно порядка десятков тысяч пикофарад) зна­чительно больше емкости анод—катод диода. При первой поло­жительной полуволне в цепи диода возникает большой импульс тока, заряжающего конденсатор, но в течение одного полупериода конденсатор полностью зарядиться не успевает. За время отрица­тельной полуволны конденсатор несколько разряжается, но так как значение постоянной времени цепи -разряда τ_р намного боль­ше периода Т=2π/ω > напряжения U, то заряд уменьшается незна­чительно.

С закрытым входом:

На входе стоит конденсатор

Теперь рассмотрим работу пикового преобразователя с закры­тым входом в предположении, что к нему подведено синусоидальное напряжение U=U_msinωt.

В течение нескольких положительных полупериодов действия напряжения U конденсатор С заряжается через диод почти до значения U_m. Сопротивление резистора R велико, следовательно, велико и значение постоянной времени цепи разряда, поэтому нап­ряжение Uc изменяется весьма мало. С некоторым приближением в установившемся режиме его можно считать постоянным. Это позволяет рассматривать заряженный конденсатор С как источник постоянного напряжения UcU_m.

Когда отрицательная полуволна, диод открывает, конденсатор зарядился -/+.

Когда положительная полуволна, прикладывается на вход +/-.

.

Амплитудный детектор (или амплитудный преобразователь).

Подается на инвертирующий вход. Положительная полуволна – диод VD1 открывается.

Отрицательная полуволна на выходе инвертирующего усилителя.

Обратной связи не будет плюс пройдёт через R₂. .

2. Преобразователь средневыпрямленный.

Преобразователь средневыпрямленного значения. Это преобра­зователь напряжения переменного тока в постоянный ток, значе­ние которого пропорционально средневыпрямленному значению напряжения на входе преобразователя. Часто подобный преобра­зователь представляет собой двухполупериодный выпрямитель, со­четаемый с магнитоэлектрическим усредняющим прибором. Наи­более распространены мостовые схемы.

На вход подается переменное напряжение. Средневыпрямленное значение— это среднее значение модуля напряжения:

Построечный (когда жалко диодов).

3. Преобразователь среднеквадратичных значений.

На выходе надо получить постоянное напряжение.

Нагреваем переменным напряжением левое плечо и ждет, чтобы после интегратора тоже нагрелось.

Постоянное напряжение должно выделить столько теплоты, сколько оно выделило на переменном напряжении. Измеряемое напряжение нагревает VT, ток базы увеличивается, ток коллектора увеличивается, создается разность потенциалов подается на интегратор и подалось на резистор R₄ нагревается.