CS269844B1

CS269844B1 - Wiring to reduce amplifier saturation time

Info

Publication number: CS269844B1
Application number: CS874077A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Vesely; Otakar Ing Jaros
Original assignee: Vesely Jan; Jaros Otakar
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1990-05-14
Also published as: CS407787A1

Abstract

Řešení spadá do oblasti návrhu obvodů zesilovačů elektrických signálů, u kterých se předpokládá připojení zátěže s indukčním charakterem a pulsní buzení, přičemž výstupní veličinou zesilovače je proud. Při požadované skokové změně proudu zátěží lze s pomocí popsaného zapojení dosáhnout zkrácení doby napěťového nasycení zesilovače při současném snížení energetických nároků systému. Podstata vynálezu spočívá v tom, že po dobu napěťového nasycení výstupu zesilovače je rychlost změny proudu zátěží zvyšována zdrojem s hodnotou napětí vyšší, než je hodnota napětí výstupu zesilovače ve stavu nagycení. Zapojení je tvořeno dvojicí doplňkových tranzistorů ve funkci spínačů napětí se zvýšenou hodnotou a rezistorem oddělujícím výstup zapojení pro připojení indukční zátěže od výstupu zesilovače.The solution falls into the field of circuit design of amplifiers of electrical signals, in which the connection of a load with an inductive character and pulse excitation is assumed, while the output quantity of the amplifier is current. With the required step change in the load current, the described circuit can be used to shorten the voltage saturation time of the amplifier while simultaneously reducing the energy requirements of the system. The essence of the invention lies in the fact that during the voltage saturation of the amplifier output, the rate of change of the load current is increased by a source with a voltage value higher than the value of the amplifier output voltage in the magnetization state. The circuit consists of a pair of complementary transistors in the function of voltage switches with an increased value and a resistor separating the output of the circuit for connecting the inductive load from the amplifier output.

Description

Vynález se týká zkrácení doby nasycení pulsně buzeného zesilovače s indukční zátěží, jehož výstupní veličinou je proud.The invention relates to shortening the saturation time of a pulse-driven amplifier with an inductive load, the output quantity of which is current.

Při návrhu zesilovačů s indukční zátěží bývá požadováno zkrácení doby napěťového nasycení, to znamená zrychlení změny proudu zátěží při pulsním buzení zesilovače. Pro danou impedanci zátěže je rychlost změny proudu přímo úměrná velikosti napětí na výstupu zesilovače ve stavu nasycení. Velikost napětí výstupu v nasycení lze zvýšit odpovídajícím zvýšením hodnoty napětí napájecího zdroje. Toto řešení vede ke zvětšení energetických nároků zesilovače v době mezi dvěma přechodovými ději z důvodu malé hodnoty reálné složky impedance indukční zátěže. V době přechodového děje jsou energetické nároky zesilovače zvětšené z důvodu velkého rozdílu hodnoty napájecího napětí a napětí na výstupu zesilovače ve stavu nasycení. Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení podle vynálezu.When designing amplifiers with inductive loads, it is often required to shorten the voltage saturation time, that is, to accelerate the change in the load current during pulse excitation of the amplifier. For a given load impedance, the rate of change in the current is directly proportional to the magnitude of the voltage at the amplifier output in the saturation state. The magnitude of the output voltage in saturation can be increased by correspondingly increasing the value of the power supply voltage. This solution leads to an increase in the energy requirements of the amplifier in the time between two transient events due to the small value of the real component of the impedance of the inductive load. During the transient event, the energy requirements of the amplifier are increased due to the large difference in the value of the supply voltage and the voltage at the amplifier output in the saturation state. The circuit according to the invention eliminates the above disadvantages.

Předmětem vynálezu je zapojení pro zkrácení doby nasycení pulsně buzeného zesilovače s indukční zátěží, jehož výstupní veličinou je proud, obsahující zesilovač a dva obvody k identifikaci stavu napěťového nasycení, vyznačené tím , že výstup prvního obvodu je připojen k bázi prvního tranzistoru, jehož emitor je spojen s kladným pólem zdroje napájecího napětí, a současně výstup druhého obvodu je připojen k bázi druhého tranzistoru, jehož emitor je spojen se záporným pólem zdroje napájecího napětí, přičemž kolektory tranzistorů jsou společně spojeny s výstupem zesilovače přes rezistor.The subject of the invention is a circuit for shortening the saturation time of a pulse-driven amplifier with an inductive load, the output quantity of which is current, comprising an amplifier and two circuits for identifying the voltage saturation state, characterized in that the output of the first circuit is connected to the base of the first transistor, the emitter of which is connected to the positive pole of the supply voltage source, and at the same time the output of the second circuit is connected to the base of the second transistor, the emitter of which is connected to the negative pole of the supply voltage source, the collectors of the transistors being jointly connected to the output of the amplifier via a resistor.

Výhoda zapojení podle vynálezu v porovnání se zapojením podle dosavadního stavu techniky spočívá v tom, že žádaného účinku je možno dosálinout při současném snížení energetických nároků zapojení se zesilovačem.The advantage of the circuit according to the invention compared to the circuit according to the prior art lies in the fact that the desired effect can be achieved while simultaneously reducing the energy requirements of the circuit with the amplifier.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu. Zapojení podle vynálezu je použito ke zkrácení doby nasycení zesilovače s použitím obvodů 2, 3 k identifikaci stavu napěťového nasycení výstupu zesilovače.An example of an embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing. The circuit according to the invention is used to shorten the saturation time of the amplifier using circuits 2, 3 to identify the voltage saturation state of the amplifier output.

Zapojení obsahuje první tranzistor 5 připojený bází k výstupu prvního obvodu 2, kolektorem k první svorce rezistoru 4 a emitorem ke kladnému pólu 7 zdroje napájecího napětí. Druhý tranzistor 6 je připojen bází k výstupu druhého obvodu 3, kolektorem k první svorce rezistoru 4 a emitorem k zápornému pólu 8 zdroje napájecího napětí. Rezistor 4 je druhou svorkou připojen k výstupu zesilovače I, první svorka rezistoru 4 tvoří spolu s kolektory tranzistorů 5, 6 výstup zapojení pro připojení indukční zátěže.The circuit includes a first transistor 5 connected by its base to the output of the first circuit 2, by its collector to the first terminal of the resistor 4 and by its emitter to the positive pole 7 of the supply voltage source. The second transistor 6 is connected by its base to the output of the second circuit 3, by its collector to the first terminal of the resistor 4 and by its emitter to the negative pole 8 of the supply voltage source. The resistor 4 is connected by its second terminal to the output of the amplifier I, the first terminal of the resistor 4 forms, together with the collectors of the transistors 5, 6, the output of the circuit for connecting an inductive load.

Požadavek pulsní změny proudu zátěží při pulsní změně vstupního signálu vede k napěťovému nasycení výstupu zesilovače ].· Nasycení je vyhodnoceno v kladné polaritě prvním obvodem 2, v záporné polaritě druhým obvodem 3· V případě napěťového nasycení výstupu zesilovače £ v kladné polaritě je prvním obvodem 2 otevřen první tranzistor 5, přes jehož emitor a kolektor je výstup zapojení připojen k pólu 7 zdroje se zvýšenou hodnotou napětí kladné polarity. Při napěťovém nasycení výstupu zesilovače J, v záporné polaritě je druhým obvodem 3 otevřen druhý tranzistor 6, přes jehož emitor a kolektor je výstup zapojení připojen k pólu 8 zdroje se zvýšenou hodnotou napětí záporné polarity. Výstup zesilovače je od výstupu zapojení, určeného k připojení indukční zátěže, oddělen rezistorem 4. Zvýšená hodnota napětí na svorkách indukční zátěže způsobí zrychlení změny proudu zátěží, a tím zkrácení doby napěťového nasycení zesilovače £. Tranzistory 5, 6 pracují v pulsním režimu, jejich použitím jsou z důvodu malá hodnoty napětí mezi kolektorem a emitorem v sepnutém stavu zmenšeny energetické nároky zapojení se zesilovačem £. Po skončení stavu napěťového nasycení přejde zesilovač J. do lineárního režimu, tuto změnu vyhodnotí obvod 2, resp. 3, dojde k uzavření tranzistoru 5, resp. 6. Dále je již zátěž napájena z výstupu zesilovače 1 přes rezistor 4.The requirement for a pulse change in the load current during a pulse change in the input signal leads to voltage saturation of the amplifier output ]. Saturation is evaluated in positive polarity by the first circuit 2, in negative polarity by the second circuit 3. In the case of voltage saturation of the amplifier output £ in positive polarity, the first transistor 5 is opened by the first circuit 2, through whose emitter and collector the output of the circuit is connected to pole 7 of the source with an increased voltage value of positive polarity. In the case of voltage saturation of the amplifier output J, in negative polarity, the second transistor 6 is opened by the second circuit 3, through whose emitter and collector the output of the circuit is connected to pole 8 of the source with an increased voltage value of negative polarity. The amplifier output is separated from the output of the circuit intended for connecting the inductive load by a resistor 4. The increased voltage value at the terminals of the inductive load causes an acceleration of the change in the load current, thereby shortening the voltage saturation time of the amplifier £. Transistors 5, 6 operate in pulse mode, their use reduces the energy requirements of the connection with the amplifier £ due to the small value of the voltage between the collector and the emitter in the switched state. After the voltage saturation state ends, the amplifier J. switches to linear mode, this change is evaluated by circuit 2, respectively. 3, transistor 5, respectively. 6 is closed. Next, the load is powered from the output of amplifier 1 through resistor 4.

Zapojení pro zkrácení doby nasycení zesilovače s indukční zátěží podle vynálezu může nalézt uplatnění ve všech systémech určených k zesílení elektrických signálů, jejichž výstupní veličinou je proud a k jejichž výstupu je připojena zátěž s indukčním charakterem, u nichž se při pulsním buzení požaduje zkrácení doby napěťového nasycení a případně zmenšení energetických nároků systému.The circuit for shortening the saturation time of an amplifier with an inductive load according to the invention can be used in all systems intended for amplifying electrical signals, the output of which is a current and to whose output a load with an inductive character is connected, in which, during pulse excitation, a shortening of the voltage saturation time and possibly a reduction in the energy requirements of the system are required.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A circuit for shortening the saturation time of an amplifier with an inductive load, the output quantity of which is current, comprising an amplifier and two circuits for identifying the voltage saturation state, characterized in that the output of the first circuit (2) is connected to the base of the first transistor (5), the emitter of which is connected to the positive pole (7) of the supply voltage source, and at the same time the output of the second circuit (3) is connected to the base of the second transistor (6), the emitter of which is connected to the negative pole (8) of the supply voltage source, the collectors of the transistors (5, 6) being jointly connected to the output of the amplifier (1) via a resistor (4).