Современная электроника №1/2026

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 40 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2026 Рассмотрим работу принципиаль- ной схемы (рис. 2) формирователя. Входное синусоидальное напряже- ние u вх = U m вх sinω t подаётся на вхо- ды амплитудного детектора АД , блока деления БД и компаратора К (рис. 2). В блоке деления БД входное напряже- ние u вх делится на его амплитуду U m вх , в результате чего на выходе блока деления БД формируется напряжение u 2 = 10 sinω t с амплитудой напряжения 10 В, независимой от амплитуды вход- ного напряжения U m вх (в структурной схеме амплитуда напряжения u 2 име- ет единичное значение) [7]: где x 2 = y 2 = z 1 = 0, поэтому эти входы DA3 в схеме (рис. 2) подключены к общему проводу. Амплитуда напряжения u 2 принята равной 10 В с целью увеличения точ- ности формирователя (рис. 2). Сину- соидальное напряжение u 2 = 10sinω t подаётся на вход квадратора на ОУ DA4 удвоителя частоты УЧ , на выхо- де которого формируется напряже- ние, содержащее постоянную состав- ляющую напряжения 5 В [7]: где x 2 = y 2 = z 2 = 0, поэтому эти входы DA4 в схеме (рис. 2) подключены к общему проводу. Напряжение u 3 подаётся на неинвер- тирующий вход параллельного сумма- тора на ОУ DA5.1 с коэффициентом уси- ления, равным 2, на инвертирующий вход которого подаётся напряжение u 4 = 5 В с источника опорного напря- жения на DA7 . Тем самым компенсиру- ется постоянная составляющая напря- жения u 3 . Выходное напряжение ОУ DA5.1 подаётся на вход фазосмещателя ФС на ОУ DA5.2 , который выполнен в виде фазового фильтра и сдвигает фазу входного напряжения на φ = 90° в сто- рону опережения (рис. 3) [7]: φ = 180° – 2arctg( R 9 C 8·2ω) = = 180° – 2arctg(10,6·10 3 ·0,15·10 –6 ·2·314) = = 180° – 2arctg1 = 180° – 2·45° = 90°. (1) В результате на выходе ОУ DA5.2 и на выходе удвоителя частоты УЧ фор- мируется переменное синусоидальное напряжение u 4 амплитудой 10 В (рис. 3): u 5 = [5 – 5cos(2ω t + 90°) – 5]·2 = 10sin2ω t ·В. Выходное напряжение u 5 удвоителя частоты УЧ выпрямляется двухполупе- риодным выпрямителем ДВ на ОУ DA5.3 , DA5.4 , на выходе которого формирует- ся напряжение u 6 (рис. 3), поступающее на вход переключателя полярности ПП . Переключатель полярности ПП выполнен по схеме управляемого уси- лителя на ОУ DA6.1 [8] и управляется выходным транзистором компаратора напряжения DA8 , на выходе которого формируется импульсное напряжение u 7 из входного напряжения формиро- вателя u вх (рис. 3). В первый полупери- од входного напряжения u вх выходной транзистор компаратора К на ОУ DA8 открыт, и управляемый усилитель на ОУ DA6.1 работает как инвертиру- ющий усилитель, во второй полупери- од транзистор компаратора К закрыт, и управляемый усилитель работает как неинвертирующий. В результате выходное напряжение u 8 переключа- теля полярности ПП состоит из фраг- ментов полусинусоид его входного напряжения (рис. 3). Выходное напряжение u 8 переключа- теля полярности ПП подаётся на вход блока масштабирования БМ на ОУ DA6.2 , где инвертируется и уменьшается до u 9 = 1,8 В. Это напряжение u 9 вычита- ется в параллельном сумматоре С на ОУ DA6.3 из входного напряжения u вх с выхода удвоителя частоты УЧ . В резуль- тате на выходе сумматора С формирует- ся напряжение u 10 треугольной формы амплитудой, равной 10 В (рис. 3), кото- рое подаётся на вход y 1 перемножителя напряжений ПН на DA9 . На вход x 1 пода- ётся напряжение u 1 с выхода амплитуд- ного детектора АД (рис. 2). При этом в перемножителе напря- жений ПН происходит восстановле- ние амплитуды входного сигнала u вх : где x 2 = y 2 = z 2 = 0, поэтому эти входы DA9 в схеме (рис. 2) подключены к общему проводу. В результате на выходе перемно- жителя напряжений ПН и на выхо- де схемы формирователя образуется напряжение u вых треугольной формы с амплитудой, равной амплитуде вход- ного сигнала U m вх . Следует отметить, что особенностью работы рассмотренного формировате- ля является то, что он настроен на про- мышленную частоту 50 Гц входного сигнала u вх . Если для работы формиро- вателя требуется другая частота вход- ного сигнала, то необходимо изменить параметры фазосмещателя ФС в соот- ветствии с выражением (1). Для рабо- ты устройства в широком диапазоне частот необходимо в формирователе использовать широкополосный фазос- мещатель ФС , выполненный, напри- мер, по схеме, приведённой в [9]. В случае работы формирователя с фиксированным значением ампли- туды входного сигнала u вх необходи- мость в амплитудном детекторе АД и перемножителе напряжений ПН отпа- дает. При этом на входе формировате- ля необходимо включить усилитель с соответствующим коэффициентом передачи, чтобы напряжение на входе удвоителя частоты УЧ было равно 10 В. Литература 1. Кауфман М., Сидман A.Г. Практическое руководство по расчётам схем в электронике: Справочник. В 2 т. Т. 1 / пер. с анrл.; под ред. Ф.Н. Покровскоrо. М.: Энерrоатомиздат, 1991. 368 с. 2. Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микро- схем. М.: Радио и связь, 1985. 256 с. 3. Шустов М.А. Аддитивный форми- рователь сигнала треугольной фор- мы // Радиотехника. 2003. № 1. С. 95. 4. Пат. 81859 Российская Федерация, МПК H03K 4/06. Аналого-цифровой аддитивный формирователь сигнала треугольной формы / Дубровин В.С., Зюзин А.М. № 2008146321/22; заявл. 24.11.2008; опубл. 27.03.2009, Бюл. № 9. 5. Пат. № 222828 Российская Феде- рация, МПК H03K 4/06, H03B 28/00. Формирователь сигнала треу- гольной формы / Колесников Е.Б. № 2023128369 /07; заявл. 30.10.2023; опубл. 19.01.2024, Бюл. № 2. 6. Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сиг- налов. М.: Радио и связь, 1991. 376 с. 7. Пейтон А.Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных уси- лителях. М.: БИНОМ, 1994. 352 с. 8. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схе- мотехники: В 3 т. Т. 1 / пер. с англ. 4-е изд. перераб. и доп. М.: Мир, 1993. 413 с. 9. Пат. № 205068 Российская Федерация, МПК G01R 25/04. Устройство сдвига фазы на 90 градусов / Колесников Е.Б. № 2021109335/28; заявл. 05.04.2021; опубл. 25.06.2021, Бюл. № 18.