сопротивление нагрузки параллельного колебательного контура

окажется равным Rэкв = Rн (–Rн) / (Rн – Rн) = ∞. Контур не нагружен, и его добротность соответственно увеличилась. Физически

здесь происходит следующее. Сопротивление нагрузки Rн отбирает от контура энергию, снижая его добротность. Подключение конвертора с сопротивлением, равным сопротивлению нагрузки, означает, что конвертор сообщает нагруженному контуру дополнительную энергию, равную отбираемой сопротивлением нагрузки.

Недостаток потенциометрических линейных преобразователей в электрический сигнал – ухудшение линейности преобразования с уменьшением сопротивления нагрузки преобразователя. Нагрузкой потенциометрического датчика в схеме рис. 1.18, б является сопротивление резистора R линейного усилителя. Как и в предыдущей схеме, подключение конвертора сопротивлений параллельно входу линейного усилителя и обеспечивает режим холостого хода датчика, поскольку его сопротивление нагрузки Rн =

=R (–R) / (R– R) = ∞.

При построении схем с конверторами следует быть осторожным при попытках инвертирования знака индуктивностей. Такие схемы могут оказаться неустойчивыми, поскольку при этом вносится полюс в передаточную функцию схемы.

1.8. Выпрямители переменных напряжений с малыми амплитудами

Как известно, обычные выпрямители не могут выпрямлять переменные напряжения, амплитуды которых меньше пороговых значений напряжений использованных диодов. В кремниевых диодах выпрямление невозможно, если Um < 0,7 В (в мостовых схемах Um < 2×0,7 = 1,4 В), а в германиевых Um < 0,3 В (в мостовых Um < 2×0,3 = 0,6 В), где Um – амплитуда выпрямляемого напряжения. Это связано с тем известным фактом, что припрямом напряжении, приложенном к диоду, но меньшимUпг, диод не проводит ток. Вместе с тем, на основе операционных усилителей легко построить выпрямители очень малых напряжений. На рис. 1.19, а приведена схема такого однополупериодного выпрямителя.

24

а

25

При подаче на вход выпрямителя положительной полуволны напряжения Uвх на выходе усилителя формируется отрицательное напряжение. Диод при этом не проводит. Цепь обратной связи размыкается, и, как и ра нее, на нагрузке наблюдается положительная полуволна напряжения с амплитудой

Uнm = Uвх m Rн /(R + R1 + Rн).

Это не единственный недостаток схемы. Дело в том, что при разомкнутой цепи отрицательной обратной связи усилитель быстро вводится в насыщение положительной полуволной входного сигнала. Это приводит к существенному уменьшению быстродействия выпрямителя при выпрямлении сигналов прямоугольной формы, поскольку переход усилителя из режима насыщенного состояния в режим линейного усиления (отрицательный прямоугольный импульс входного сигнала) сопряжен с временными затратами.

Исключить насыщение операционного усилителя можно, вводя его в режим работы с отрицательной обратной связью в оба полупериода выпрямленного напряжения. Такая схема представлена на рис. 1.19, б. Здесь в первый полупериод входного сигнала связь замыкается через диод VD1, а во второй – через VD2. Схема имеет два раздельных выхода, на одном из которых наблюдаются положительные однополупериодные импульсы, а на другом отрицательные (рис. 1.19, б).

Если дополнить схему на рис. 1.19, б разностным усилителем (рис. 1.19, в), то можно построить двухполупериодный выпрямитель (рис. 1.19, г). При поступлении на вход этой схемы отрицательной полуволны Uвх замыкается цепь отрицательной обратной связи через диод VD2 и точка А оказывается под потенциалом земли. Диод VD1 размыкает вторую цепь обратной связи через резистор R. Благодаря наличию отрицательной обратной связи в усилителе 2 точка Б схемы, равно как и точка А , оказывается под потенциалом земли. В то же самоевремя тока в цепи А – R – В –

– R/2 – Б нет, так как оба конца цепи находятся под потенциалом земли. Это означает, что Uвх усиливается усилителем 2 и на его

выходе наблюдается Uн = – Uвх = Uвх .

При подаче положительной полуволны Uвх на схему происходит следующее. С одной стороны размыкается цепь отрицательной обратной связи через VD2 – на выходе усилителя 1 положи-

27