Фазочувствительный усилитель. Пример реализации. Погрешности от несовершенства.

Фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) – это устройство промышленной электроники, выходное напряжение которого зависит от разности фаз входного и управляющего напряжений.ФЧВ имеет информационный вход и вход управления. Как правило,ФЧВ предназначен для работы с переменными напряжениями синусоидальной формы.

Пусть входное синусоидальное напряжение  и управляющее  типа меандр сдвинуты на угол φ. Положим, что при положительном напряжении  ключ находится в положении 2. При этом входное напряжение передаётся на фильтр нижних частот ФНЧ без изменения. Когда напряжение  имеет нулевой уровень, ключ находится в положении 1 и входное напряжение передаётся на выход проинвертированным.Найдём среднее значение напряжения  после фильтра нижних частот

Таким образом, выходное напряжение пропорционально косинусу угла фазового сдвига входного и управляющего напряжений. Когда фазовый сдвиг равен , то есть когда напряжения  и квадратурны, выходное напряжение ФЧВ равно нулю, а когда напряжения синфазны, выходное напряжение максимально.

Основное назначение ФЧВ – это разделение квадратурных составляющих входного переменного напряжения. На выход проходят только те составляющие, которые синфазны с управляющим напряжением.Следует заметить, что если во входном напряжении имеются чётные гармоники, то выходное напряжение не зависит от их наличия, так же как и от постоянной составляющей. Это объясняется тем, что среднее значение синусоидального напряжения за интервал времени равный периоду, равно нулю.

Схемные реализации фазочувствительного выпрямителя.

1.                                                           2.             

3.

Погрешности от несовершенства ключей.

1. Типовые сопротивления ключевых элементов серии 590 находятся на уровне несколько сотен Ом. Сопротивление в разомкнутом состоянии в прямую не приводится(1),а приводится ток утечки между полюсами ключа при заданном перепаде напряжения, как правило, максимальном.

2.

Оценим погрешность 1-й схемы.

При разомкнутом состоянии:

Полу-е соот-ния позволяют по заданной погрешности δ и известном остаточном параметре R_Кл оценить R₀ .С одной стороны R₀ много меньше, чем сопротивление ключа в разомкнутом состоянии, и с другой стороны сопротивление R₀ должно быть много больше, чем сопротивление ключа в замкнутом состоянии.Анал-е соотношения получаются и для схемы ФЧВ с разомкнутым ключом, только вместо R₀ следует использовать либо R_Р либо r,а вместо R_Р и r – следует использовать сопротивле-е r.