10.9. Фазочувствительные выпрямители

Фазочувствительные выпрямители (ФЧВ) находят широкое применение в системах управления, например, в системах автоподстройки частоты, в автопилотах, а также в других системах, работающих в условиях высокого уровня помех.

Рассмотрим наиболее простую схему ФЧВ, показанную на рис. 10.37, а. ФЧВ выполнен на одном ОУ, в качестве источника опорной частоты использован генератор синусоидальных колебаний Uon, на выходе которого включено электромеханическое ключевое устройство К с порогом срабатывания 0,1 В. Низкий порог срабатывания при сравнительно большой амплитуде входного сигнала обеспечивает замыкание и размыкание контакта практически при прохождении входного сигнала через нуль. Осциллограммы сигналов при указанных на схеме параметрах генераторов показаны на рис. 10.37, б.

Как видно из рис. 10.37, б, выходное напряжение состоит из отрицательных полуволн входного синусоидального сигнала. Формирование выходного сигнала происходит следующим образом (для простоты рассуждений будем манипулировать амплитудным значением Um входного сигнала Ui). При положительной полуволне Ui ключ К замкнут и ОУ работает в режиме инвертирующего усилителя, при этом его выходной сигнал Uo=-UmR2/Rl=-Um.

При отрицательной полуволне Ui ключ К разомкнут, при этом ОУ работает в режиме дифференциального усилителя, однако при различных коэффициентах передачи по инвертирующему и неинвертирующему входам. Выходное напряжение от инвертирующего и неинвертирующего входов будет определяться соответственно

выражениями:

т.е. суммарный выходной сигнал при отрицательной полуволне будет также равен -Um что соответствует приведенным на рис. 10.37, б осциллограммам.

Контрольные вопросы и задания

1. В каких случаях используется ФЧВ?

2. Проведите моделирование ФЧВ по схеме на рис. 10.37, а при частоте опорного сигнала 5 Гц, объясните осциллограмму выходного сигнала, показанную для этого случая на рис. 10.38. Предлагается также получить осциллограммы для фазы опорного источника 90 и 180° и проанализировать полученные результаты.