CS265002B1 - Connection of insulatory amplifier with drift compensation - Google Patents

Abstract

Zapojení ne týká oboru přenos informace, gpeciálně přenos analogových signálů, Keňi problém galvanického oddělení přenášeného signálu a kompenzaci změn přenosových vlastností optronu vlivem stárnutí, podatatn zapojení spočívá v použití dvou ořenoaových cest v izolačním zesilovači. První přenosovou cestou se přenáší přes první optron příir.o analogový signál, který .. ,ede na zesilovač o řízením zisku, hrubou přenosovou cestou se přenáší informace o střední hodnotě aignálu na vstupu prvního optonu. Pro přenos teto informace se používá převodníku napětí/frekvence a druhý optron přenáší pouze pulsní signál, Frekvence na výstupu druhého optronu se v obvodu fázového detektoru porovnává a frekvencí, která je úměrná střední hodnotě signálu na výstupu zesilovače π řízením zisku a fázový ďetekI tor provádí takové nastavení zesílení zesilovače a řízením zisku, že se rovnají obě frekvence převodníků napětí/ frekvence a tedy i střední hodnoty napětí na vstupu prvního optronu a na výntupu zesilovače a řízením zisku. Výhodou zapojení izolačního zesilovače·'s kompenzaci driftu je kompenzace směn přeno-., nových vlastností prvního optronu. Izolační zesilovač a kompenzací, driftu nule zné uplatnění všude tam, kde je třeba přenášet analogový signál při s uišasném galvanickém oddělení, nupř. v lékařství a regulační technice.

Description

Vynález ss týká zapojení izolačního zesilovače, u kterého se řeší kompenzace driftu vlivem stárnutí optronu, který je použit pro galvanické oddělení.

Až dosud se pro přenos signálů, kde je třeba zajistit galvanické oddělení, používá izolačních zesilovačů, které pro galvanické oddělení používají optrony a pro přenos signálu * se používá některý, druh modulace, nebo přímo přenosových vlastností optronu.

V Nevýhodou zapojení s modulací je úzké frekvenční pásmo přenášeného signálu. Nevýhodou zapojení využívajících přenosových vlastností optronu je drift a změna konstanty přenosu v závislosti na době provozu - změna vlastností stárnutím.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení izolačního zesilovače s kompenzací driftu, jehož podstatou je, žc sestává z prvního součtovrího zesi lovače, na jehož první vstup je připojena svorka vstupního napětí a na druhý vstup je připojen výstup prvního pomocného zdroje napětí, přičemž výstup prvního součtového zesilovače je veden jednak na vstup prvního optronu a dále na vstup prvního dolnopropustného filtru, jehož výstup je veden na vstup prvního převodníku napětí/frekvence, jehož výstup je veden na vstup druhého optronu, přičemž výstup prvního optronu je veden na vstup řízeného zesilovače, jehož výstup je veden na první vstup druhého součtového zesilovače a na druhý vstup druhého součtového zesilovače je připojen výstup druhého pomocného zdroje napětí, přičemž výstup řízeného zesilovače je veden na vstup druhého dolnopropustného filtru, jehož výstup je přiveden na vstup druhého převodníku napětí/ frekvence, jehož výstup je přiveden na druhý vstup fázového, detektoru, přičemž výstup druhého optronu je připojen na první vstup fázového detektoru a výstup fázového detektoru je přiveden na řídící vstup řízeného zesilovače, přičemž výstup druhého součtového zesilovače je přiveden na svorku ₄ výstupního napětí.

U zapojení izolačního zesilovače s kompenzací driftu, který * je založen na výše uvedeném principu, je. dosaženo velké šířky pásma, vysoké stability přenosových parametrů a je kompenzován

- 2 265 002 drift způsobený změnou parametrů optronu stárnutím.

Příkladné provedení předmětu vynálezu znázorňuje blokové schéma na obr.

Zapojení izolačního zesilovače s kompenzací driftu sestává z prvního součtového zesilovače 2,^na jehož první vstup 21 je připojena svorka 1_ vstupního napětí a na druhý vstup 22 je připojen výstup 31 prvního pomocného zdroje £ napětí, « přičemž výstup 23 prvního součtového zesilovače 2. je veden- jednak na vstup 61 prvního optronu 6. a dále na vstup 41 prvního dolno- / propustného filtru £ , jehož výstup 42 je veden na vstup 21 prvního převodníku 2 napětí/frekvence, jehož výstup 52 je veden na vstup 71 druhého optronu T./ přičemž výstup 62 prvního optronu 2 ď^e veden na vstup 81 řízeného zesilovače 2 > jehož výstup 83 je veden na první vstup 121 druhého součtového zesilovače 12 a na druhý vstup 122 druhého součtového zesilovače 12 je připojen výstup 131 druhého pomocného zdroje 13 napětí, přičemž výstup 83 řízeného zesilovače 8 je veden na vstup 101 druhého dotroprepustného filtru 10 , jehož výstup 102 je přiveden na vstup 111 druhého převodníku 11 napětí/frekvence, jehož vvstup 132 je přiveden na druhý vstup 92 fázového detektoru £. přičemž výstup 72 druhého optronu £ je připojen na první vstup 91 fázového detektoru £ a výstup 93 fázového detektoru £ je

při v e deη n a řídící	vst u p 8	12 řízeného zesilovače 8 , přičemž
výstup 12 3 druhého	součtového zesilovače 12 j e	přiveden na
sverku 14 výstupního napětí	•
Vstupní napětí	Uvst 3e	přivedeno	na vstupní	svorku £ a
z ní na vstup 21	p r v η í h o	součtového	zesilovače	2 a na jeho
čvehý vstes £? je ρ	·/ ί r- n r> <· i J- - ř ' '·' J -·· ’ *	v v s t u o 3 3 ρ	rveího pere	cného zdroje

pročti, ke výstupu 23 prvního 2_ součtového zesilovače je napětí U , které je dáno vztahem (1):

LI = ( U vst ^UpP · k d e ll je 'pl k o n s t a n t a a k

O

z. · napětí prvního 3 pomocného zdroje napětí zesílení prvního součtového zesilovače

265

Κ výstupu 23 prvního součtového zesilovače ?_ je připojen vstup 61 prvního optronu _6_# na jehož výstupu 62 je napětí , které je dáno vztahem (2):

k_o (t).k,.(U , + U .)

1 vst pl (2\ kde k^Ct) je přenos optronu, který je funkcí času, nebot přenosové vlastnosti optronu se s časem mění.

Výstup 62 prvního optronu 6 je připojen na vstup R1 řízeného zesilovače 8_ , na jehož řídícím vstupu 82 je napětí U. Na výstupu 83 řízeného zesilovače _8 je napětí U , které je dáno vztahem (3) :

U = k-,.U, ,lk o 3 b f k₁-k₂(t).k-^.U_f. (U_vgt + U_pl) (3).

kde k~^ je konstanta zesílení řízeného zesilovače EL

Výstup 63 řízeného zesilovače 8. je připojen na první vstup

121 druhého součtového zesilovače 1_2 na jehož druhý vstup

122 je připojen výstup 131 druhého pomocného zdroje 13 napětí.

Na výstupu 123 druhého součtového zesilovače 12 je výstupní napětí U které je dáno vztahem (4):

^H výsť ^{J U}výst^=kí ' ^<-^Uc“^IJp2^{:> k}4· ^(kl'^k2^{( t)J}<3

kde k^ jo konstanta zesílení druhého součtového zesilovače 12.

K výstupu 23 prvního součtového zesilovače 2_ je připojen vstup 41 prvního dolnopropustného filtru _4 , jehož výstup je připojen na vstup 51 prvního převodníku J5 napětí/frekvence, jehož výstup 52 je připojen na vstup 71 druhého' optronu 2 , jehož výstup 72 je připojen na první vstup 91 fázového detektoru _9> kde je pulsní signál, jehož frekvenci lze vyjádřit vztahem (5):

k,.U 5 a ^k5*^kl’^^Uvst ^{+ U}pP (5) kde k^ je konstanta prvního převodníku 5 napětí/frekvence.

/+-Výstup 83 řízeného zesilovače 8. je připojen na vstup 101 druhého dolnopropustného filtru 10, jehož výstup 102 je připojen na vstup 111 druhého převodníku 3.1 napětí/frekvence, jehož výstup 112 je přiveden na druhý vstup 92 fázového detektoru 2 ) kde je signály jehož frekvenci f lze popsat vztahem (6):

^fe^{= k}é-^Uc“^ké*^kl^,k2^(t'^),1<3-^Uf ’ ^(Uvst^+UpP (6} kde kg je konstanta druhého převodníku 11 napětí/frekvence. Fázový detektor 2 > dolnopropustný filtr 10 a druhý převodník 11 napětí/frekvence tvoří fázový závěs, který zajištuje, že platí (7):

(7).

Po dosazení z (5) a (6) lze vyjádřit , viz. (8)

U_f = k₅ / (k_é.k₂<t).k₃) (8).

Po dosazení z (8) do (4) vychází (9):

^výst~^k4’ · ^(Uvst^+Upl⁾“^Up2⁾ (9).

Za předpokladu, že se rovnají konstanty k^ a kg převodníků napětí/frekvence a platí-li, že napětí Uj prvního pomocného zdroje 2 napětí a napětí U_p2 druhého pomocného zdroje 13 napětí je ve vztahu (10):

^kl’ ^Upl ^{= U}p2 (10).

pak vztah (9) přechází na (11):

Oe-li dále k^.k^-l, přechází (11) na (1.2):

^Uvýst ^{= k}4‘^kl^,Uvst (11)

5’ vst

26? 0u2 (12)

Výhodou celého zapojení je to, že byl eliminován člen h^Ct), představující změnu přenosových vlastností optronu vlivem stárnutí.

Uvedené zapojení izolačního zesilovače s kompenzací driftu lze použít všude tam, kde je třeba přenášet analogový signál s velkou šířkou pásma s galvanickým oddělením a nízkým driftem např, v lékařské technice a řízení technologických procesů mikropočítači.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   265 002 I

   Zapojení izolačního zesilovače s kompenzací driftu, sestávajícího z prvního součtového zesilovače, na jehož první vstup je připojena svorka vstupního napětí a na druhý vstup je připojen výstup prvního pomocného zdiOje napětí, přičemž výstup prvního součtového je veden na vstup prvního optronu a na druhý vstup druhého součtového zesilovače je připojen výstup druhého pomocného zdroje napětí, přičemž výstup druhého součtového zesilovače je přiveden na svorku výstupního napětí, vyznačeného tím, že sestává z prvního dolnopropustného filtru (4) , jehož vstup (41) je připojen k výstupu (23) prvního součtového zesilovače (2) , zatímco výstup (42) prvního dolnopropustného filtru (4 ) je veden na vstup (5l) prvního převodníku (5) napětí/frekvence, jehož výstup (52) je veden na vstup (7l) druhého optronu (U přičemž výstup (02) prvního optronu (6) je veden na vstup (81) řízeného zesilovače (8), jehož výstup (83) je veden na první vstup (121) druhého součtového zesilovače (12 )_# dále je výstup (83) řízeného zesilovače (8) přiveden na vstup (lOl) druhého dolnopropustného filtru (lOjehož výstup (102) je přiveden na vstup (lil) druhého převodníku (ll) napětí/frekvence, jehož výstup (ll2) je přiveden na druhý vstup (92) fázového detektoru (9), přičemž výstup (72) druhého optronu (7) je připojen na první vstup (91) fázového detektoru (9) a výstup (93) fázového detektoru (9) je přiveden na řídící vstup (82) řízeného zesilovače (8).