DD265703A1 - Schneller praezisionsgleichrichter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schnellen Praezisionsgleichrichter, der durch die Anordnung antiparalleler Gleichrichterdioden zwischen den Ausgang eines Operationsverstaerkers und den Eingaengen eines nachgeschalteten Operationsverstaerkers und durch die Verschaltung dieser Dioden in Rueckkoppelzweigen fuer positive und negative Halbwelle den Einfluss der Bauelementeparameter auf die Ausgangsgroesse kompensiert.

Description

Anhand von Fig. 1 soll die Erfindung noch näher erklärt werden:

Fig. 1 zeigt die komplette Schaltung eines erfindungsgemäß aufgebauten Gleichrichters mit dem Operationsverstärker 1, dessen Ausgang die Dioden 3 und 4 nachgeschaltet sind und die über Widerstände 7 und 8 mit dem nichtinvertierenden bzw. invertierenden Eingang des als Differenzverstärker geschalteten Operationsverstärkers 2 verbunden sind. Über Rückkoppelwiderstände 9 und 10 sind die Katode der Diode 3 bzw. Anode der Diode 4 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1 verbunden, deren Größe dem Widerstand 11 gleich ist. Dem Operationsverstärker vorgeschaltet ist ein Eingangsverstärker, der mit Ausführungsbeispiel von einem Operationsverstärker 3 mit erforderlicher Außenbeschaltung gebildet wird. Dem Operationsverstärker 2 nachgeschaltet ist das Siebglied aus Widerstand 5 und Kapazität 6.

Claims (1)

1. Schneller Präzisionsgleichrichter., aufgebaut aus wenigstens zwei Operationsverstärkern, gekennzeichnet dadurch, daß dem Ausgang eines Operationsverstärkers (1) zwei Dioden antiparallel nachgeschaltet sind und diese mit den Eingängen eines nachgeschalteten Operationsverstärkers (2) in Differenzverstärkerschaltung verbunden sind und daß diese Dioden in ihrer Verschaltung in für positive und negative Eingangsspannungen getrennten gleichen Rückkoppelzweigen des Operationsverstärkers (1) verschalten sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft einen Gleichrichter, der die Wechselspannungen in einem großen Frequenzbereich gleichrichtet, wobei der dadurch erzeugte Gleichspannungswert unabhängig von der Frequenz der angelegten Wechselspannung ist. Damit ist der Gleichrichter für die exakte Messung hochfrequenter Wechselspannungen und -ströme einsetzbar.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Um den Einfluß des Spannungsabfalls an den Dioden von der Gleichrichterschaltung für größeren Frequenzbereich auf die Ausgangsspannung zu vermeiden, sind verschiedene Schaltungen bekannt, wie sie z. B. in DT-AS 2527658 Fig. 1 und 2 gezeigt werden. Dabei muß durch die Wahl des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers der Einfluß des Spannungsabfalls an den Gleichrichterdioden eliminiert werden. Da die Gleichrichterelemente im Rückkoppelungszweig des Operationsverstärkers liegen, ist die abzugreifende Ausgangsspannung nicht auf ein festes Potential bezogen, was für die weitere Verarbeitung des Gleichspannungssignals ungünstig ist. Die ebenfalls in DT-AS 2527658 gezeigte Lösung für einen Vollweggleichrichter gleicht die Spannungsabfälle an den Gleichrichterdioden durch die Basis-Emitterspannung des nachgeschalteten Transistors und die Wahl der Verstärkungen der für jede Halbwelle vorgeschalteten Operationsverstärker aus, wodurch sich Verstärkungsschwankungen, z.B. durch Drift usw. negativ bemerkbar machen. An die für die Phasendrehung der negativen Haibwelle benötigten Verstärkerstufen sind gleichfalls hohe Anforderungen hinsichtlich des Phasenganges im Frequenzbereich zu stellen. Andere Schaltungsanordnungen, wie z. B. in DT-OS 2453049, DE-PS 3146163, sind für sehr hohe Frequenzen ausgelegt und auf Temperaturstabiiität gerichtet bzw. betreffen spezielle Wechselspannungs-Gleichspannungsumformerschaltungen wie DE-OS 3610276 für Turner bzw. wie 2539586 für Analog-Digital-Wandler.

   Die in DE-AS 2651813 beschriebene Schaltungsanordnung mit einem Operationsverstärker zur schwellenlosen Einweggleichrichtung einer Wechselspannung betrifft nur die Einweggleichrichtung.

   Ziel der Erfindung

   Ziel ist ein schneller Gleichrichter, der auf kleine Wechselspannungen anspricht, über einen großen Frequenzbereich arbeitet und der die aus bauelementebedingter Abhängigkeit resultierenden Verstärkungsunterschiede und Phasenverschiebungen im Frequenzbereich in ihrem Einfluß auf die Ausgangsgröße kompensiert.

   Wesen der Erfindung

   Der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe

   Die Erfindung löst die Aufgabe, in einer Schaltungsanordnung für schnelle Gleichrichter den Einfluß der gleichrichtenden Elemente, insbesondere ihrer unterschiedlichen, temperatur- und frequenzabhängigen Schwellenspannungen in ihrer Wirkung auf die Ausgangsgröße — die gleichgerichtete Spannung — zu kompensieren.

   Merkmale der Erfindung

   Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vom Ausgang eines Operationsverstärkers 1 zum nichtinvertierenden Eingang eines nachfolgenden Operationsverstärkers 2 eine Diode 3 in Anode-Katode-Richtung und vom selben Ausgang zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2 eine Diode 4 in Katode-Anode-Richtung geschalten wird und die Rückkoppelung von beiden Zweigen zum Eingang des Operationsverstärkers 1, der als invertierender Operationsverstärker geschalten ist, erfolgt.

   Diese Verschaltung hat zur Folge, daß der Operationsverstärker 1 bei Nichtanliegen einer Eingangsspannung eine gegen unendlich gehende Verstärkung hat. Der Rückkopplungszweig über die Dioden 3 und 4 ist unwirksam, wodurch der Operationsverstärker 1 am Ausgang ein Eigenschwingen mit der Amplitude der Summe der Schwellenspannung der Dioden 3 und 4 zeigt. Weil jedes Überschreiten dieser Amplitude die Rückkopplung wirksam macht, wird die Eigenschwingung unterdrückt. Jede am Eingang des Operationsverstärkers 1 angelegte von 0 verschiedene Spannung bewirkt damit das Wirksamwerden der Rückkopplung, die den Operationsverstärker 1 in eine Verstärkung von 1 (Ua/Ue = 1) einstellt, womit die am Eingang liegende positive Spannung an der Katode der Diode 3 bzw. negative Spannung an der Anode der Diode 4 im gleichen Betrag erscheint. Der nachgeschaltete Operationsverstärker 2 arbeitet als Differenzverstärker. Durch den Widerstand 5 und die Kapazität 6 wird die am Ausgang des Operationsverstärkers 2 anliegende pulsierende Gleichspannung geglättet.