Очень простая схема позволяет получить на ее выходе всегда положительное напряжение, пропорциональное напряжению, приложенному к входу. Полярность входного напряжения сигнализируется освещением соответствующего светодиода. Кроме того, схема может использоваться для контроля перехода тестируемого напряжения через ноль.
Принцип работы схемы постоянной полярности
Схема построена на двух операционных усилителях, питаемых симметричным положительным и отрицательным напряжением. Если входной сигнал положительный, диод D1 открыт, и микросхема U1A действует как обычный повторитель напряжения.
Это означает, что напряжение на его выходе имеет такое же значение, как напряжение на входе. Различия в значениях в несколько милливольт зависят от качества используемого усилителя, сбалансированности его питания и пр. В этой ситуации транзистор T1 закрыт, и светодиод D3 не горит.
При этом то же самое положительное напряжение, подаваемое на инвертирующий вход усилителя U1B, заставляет его работать с разомкнутой цепью обратной связи (диод D2 закрыт, следовательно, в цепи обратной связи очень большое сопротивление), а появляющееся на его выходе отрицательное напряжение открывает транзистор T2. Затем загорится светодиод D4, сигнализирующий о положительной полярности входного напряжения.
При входном сигнале с напряжением меньше нуля U1A работает с разомкнутой цепью обратной связи, управляя транзистором T1, а свечение светодиода D3 сигнализирует об отрицательной полярности напряжения на входе устройства. Микросхема U1B работает как инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 1, а выходное напряжение положительное, то есть происходит реверс его полярности.
Таким образом, на выходе устройства формируется напряжение постоянной полярности, в независимости от его значения на входе схемы. Одновременно мы получаем индикатор полярности напряжения на входе устройства.
Равенство усиления обоих каналов (положительного и отрицательного) устанавливается подстроечным резистором PR1. Влияние температуры на падение напряжения на D1 и D2 не ухудшает точность устройства.
Диапазон тестируемых напряжений, которые могут быть присоединены к входу микросхемы, зависит от типа используемых операционных усилителей и напряжения питания микросхемы. Если используются указанные на схеме элементы, и напряжения питания ±12В, диапазон преобразованного входного напряжения составляет ±10 В. Ошибка сигнала перехода через ноль, когда один диод гаснет, а другой загорается, находится в пределах ±5 мВ. Печатная плата преобразователя полярности имеет размеры 36х42 мм и показана на рисунке.
Перечень элементов индикатора
Общий перечень элементов упростит сборку устройства своими руками.
РЕЗИСТОРЫ:
- PR1, R3, R4 10 кОм;
- R1, R2 — 39 кОм;
- R5 — 33 кОм;
- R6, R7 — 470 Ом.
КОНДЕНСАТОРЫ C2, C1 — 22 мкФ/25 В.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ:
- D1, D2 — 1N4148 (отечественный аналог КД522Б);
- D3, D4 — светодиоды;
- T1, T2 — BC557..9 (отечественный аналог КТ3107Б, КТ361Д, КТ668Б);
- U1 — TL082 (отечественный аналог КР140УД17).
Loading...
