CS206045B1 - Double-phase generator with derivation and differntial amplifier - Google Patents

Description

(54) Dvoufázový generátor s derivačním a rozdílovým zesilovačem

Vynález se týká zapojení dvoufázového generátoru s derivačním a rozdílovým zesilovačem.

Dosavadní známá zapojení dvoufázových generátorů obvykle sestávají ze dvou invertujících integrátorů a invertoru se zpětnou vazbou přes celé zapojení. Do tohoto obvodu se obvykle zavádí tlumení v obvodu zpětné vazby prvního integrátoru. Nasazení a stabilní udržení kmitů zabezpečuje kladná zpětná vazba vedená z výstupu druhého integrátoru na druhý vstup invertoru. Nevýhodou dosavadních zapojení je nutnost použití tří aktivních prvků, například operačních zesilovačů, což přináší zvýšení výrobních nákladů, elektrického příkonu a přitom zhoršuje odstup pozadí u generátorů s velmi malým nelineárním zkreslením. Dosavadní zapojení způsobuje potíže zejména při požadavku dosáhnout vyšších kmitočtů, kdy je náchylné ke kmitání i bez zavedení zpětné vazby, silně roste nelineární zkreslení vlivem fázového posuvu a omezeného mezního kmitočtu pro plný vstupní výkon.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje dvoufázový generátor s derivačním a rozdílovým zesilovačem, jehož podstatou je, že derivační zesilovač je invertujícím vstupem spojen jednak přes první kondenzátor a první odpor se společným vodičem a jednak přes druhý odpor do uzlu se svým výstupem, s první výstupní svorkou, s obvodem regulace amplitudy a přes třetí odpor, druhý kondenzátor s invertujícím vstupem operačního zesilovače se čtvrtým odporem spojený s jeho výstupem spolu v uzlu s druhou výstupní svorkou a s neinvertujícím vstupem derivačního zesilovače, zatímco neinvertujicí vstup operačního zesilovače je spojen s obvodem regulace amplitudy spojeným ještě se společným vodičem.

Hlavní předností tohoto zapojení je, že umožňuje jednoduchou realizaci generátoru se dvěma výstupy s volitelným fázovým posuvem, například 30°, nebo volitelným poměrem amplitud výstupního napětí. Další výhodou je silná stejnosměrná záporná zpětná vazba obou zesilovačů a střídavá zpětná vazba mezi zesilovači snižující podstatně požadavky na stejnosměrné vlastnosti použitých zesilovačů. ;

Vynález blíže objasní přiložený výkres, na kterém je uveden příklad zapojení. Generátor sestává z derivač^: ního zesilovače 1 zpětnovazebně spojeného s rozdílovým operačním zesilovačem 2. Invertující vstup derivačního zesilovače 1 je spojen přes první kondenzátor 6 a první odpor 5 se společným vodičem. Dále pak

přes druhý odpor 7 s výstupem derivačního. zesilovače 1 s první výstupní svorkou 3 a přes třetí odpor 8, ' druhý kondenzátor 9 do uzlu s invertujícím vstupem operačního zesilovače 2. V tomto uzlu je ještě spojen ; čtvrtý odpor 10 spojený s výstupem operačního zesilovače 2 s neinvertujicím vstupem derivačního zesiló- ; vače las druhou výstupní svorkou 4. První výstupní svorka 3 je ještě spojena s obvodem ll regulace ampli- ; tudy spojeným, druhým-vývodem s neinvertujicím vstupem operačního zesilovače 2 a třetím vývodem ,sď| společným vodičem. Obvod 11 regulace amplitudy lze řešit pomocí nelinearity amplitudové přenosqvéf 1 charakteristiky, pomocí termistorů, žárovek, řízených děličů nebo analogových násobiček. Podmínkou je* nastavení a udržení koeficientu přenosu K nutného k udržení harmonických kmitů. f

Princip činnosti zapojení lze nejvýhodněji objasnit matematickým zdůvodněním. Jestliže při výpočtu; uvažujeme ideální prvky, pak pro derivační zesilovač platí: s «3 = U₄ + pTu₄ rozdílový operační zesilovač 2 odpovídá vztahu:

«4 = — pTu₃ + jSTm₃ + KpTu₃ kde u₃ je napětí na první výstupní svorce 3 u₄ je napětí na druhé výstupní svorce 4 p je komplexní proměnná T je časová konstanta

K je koeficient přenosu obvodu 11 regulace amplitudy přičemž T = K₇C₆ = Pi₀C₉ Pak charakteristická'rovnice celého zapojení je:

, 2K - 1 1 1 _Λ

T²

Při K = 0,5 kmitá zapojení na kmitočtu ω = lfT. Odpory 5 a 8 nejsou pro výklad funkce potřebné, slouží’ pouze pro zabezpečení stability zpětnovazební smyčky na vyšších kmitočtech.

Popisované zapojení je výhodné zejména pro konstrukci jednoduchých dvoufázových generátorů.

Claims (1)

1. JT PREDMĚT VYNÁLEZU ; Ϊ '7''...........' T’

   Dvoufázový generátor s derivačním a rozdílovýin zesilovačem vyznačený tím, že derivační zesilovač (1) je invertujícím vstupem spojen jednak přes první kondenzátor (6) a první odpor (5) se společným vodičem a jednak přes druhý odpor (7) do uzlu se svým výstupem, s první výstupní svorkou (3), s obvodem (l l) regu^! láce amplitudy a přes třetí odpor (8), druhý kondenzátor (9) s invertujícím vstupem operačního zesilovače (2) ί se čtvrtým odporem (ÍÓj spojený s jeho výstupem spolu v uzlu s druhou výstupní svorkou (4) a s neinvertujícím vstupem derivačního zesilovače (1), zatímco neinvertující vstup operačního zesilovače (2) je spojen i š obvodem (11) regulace amplitudy spojeným ještě se společným vodičem.