Фазочувствительный выпрямитель. Общее положение. Основные свойства.

Фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) – это устройство промышленной электроники, выходное напряжение которого зависит от разности фаз входного и управляющего напряжений. Соответственно, ФЧВ имеет информационный вход и вход управления. Как правило, ФЧВ предназначен для работы с переменными напряжениями синусоидальной формы. Функциональная схема ФЧВ представлена на рис.6.1, временные диаграммы, поясняющие работу ФЧВ, представлены на рис.6.2.

Рис.6.1. Функциональная схема ФЧВ

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. Временные диаграммы (рис.6.2) поясняют эту ситуацию. Найдём среднее значение напряжения  после фильтра нижних частот

Рис. 6.2. Временные диаграммы, поясняющие работу ФЧВ

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. Влияние нечётных гармонических составляющих ослабляется пропорционально их номеру.

Свойства ФЧВ:

1.Среднее значение постоянной составляющей равно нулю.

2. При наличии во входном сигнале четких гармоник выходное напряжение ФЧВ не изменяется.     

3.Нечетные гармоники ослабляются пропорционально их номеру.