RU2025893C1 - Measurement amplifier with controlled gain factor - Google Patents

Measurement amplifier with controlled gain factor Download PDF

Info

Publication number
RU2025893C1
RU2025893C1 SU4643200A RU2025893C1 RU 2025893 C1 RU2025893 C1 RU 2025893C1 SU 4643200 A SU4643200 A SU 4643200A RU 2025893 C1 RU2025893 C1 RU 2025893C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
inverting input
resistor
operational amplifiers
gain factor
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Глазков
Original Assignee
Акционерное общество "ОРЛЭКС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ОРЛЭКС" filed Critical Акционерное общество "ОРЛЭКС"
Priority to SU4643200 priority Critical patent/RU2025893C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2025893C1 publication Critical patent/RU2025893C1/en

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: measurement amplifier with controlled gain factor has operational amplifiers 1, 2, 3, 11, resistors 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15 and element 7 with controlled resistance. Measurement amplifier provides for control over gain factor with one element with controlled resistance without decrease of attenuation factor of cophased signals. EFFECT: improved reliability of control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в различных устройствах. The invention relates to radio engineering and can be used in various devices.

Целью изобретения является повышение стабильности коэффициента ослабления синфазного сигнала при регулировке коэффициента усиления. The aim of the invention is to increase the stability of the attenuation coefficient of the common-mode signal when adjusting the gain.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема измерительного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. The drawing shows a circuit diagram of a measuring amplifier with adjustable gain.

Он содержит первый, второй и третий операционные усилители (ОУ) 1, 2 и 3, первый, второй и третий резисторы 4, 5 и 6, элемент с управляемым сопротивлением 7, четвертый, пятый и шестой резисторы 8, 9 и 10, четвертый ОУ 11, седьмой, восьмой, девятый и десятый резисторы 12-15. It contains the first, second and third operational amplifiers (op amps) 1, 2 and 3, the first, second and third resistors 4, 5 and 6, the element with controlled resistance 7, the fourth, fifth and sixth resistors 8, 9 and 10, the fourth op amp 11, seventh, eighth, ninth and tenth resistors 12-15.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Обозначим величину сопротивления каждого резистора Ri, где i - порядковый номер резистора согласно чертежу. Относительная погрешность сопротивления резисторов δ .Denote the resistance value of each resistor R i , where i is the serial number of the resistor according to the drawing. The relative error of the resistance of the resistors is δ.

Поступающие на дифференциальные входы измерительного усилителя сигналы U1 и U2 усиливаются усилителями ОУ 1, 2 и 3 по принципу суперпозиции. В выходном напряжении ОУ 1 и 2 присутствует в виде составляющей каждый усиленный сигнал.The signals U 1 and U 2 arriving at the differential inputs of the measuring amplifier are amplified by the amplifiers OA 1, 2, and 3 according to the superposition principle. In the output voltage of the op-amp 1 and 2, each amplified signal is present as a component.

Получены следующие формулы для выходных напряжений U3 и U4соответственно первого и второго ОУ.The following formulas are obtained for the output voltages U 3 and U 4, respectively, of the first and second op-amps.

U3= (U1-U2)

Figure 00000002
+ U
Figure 00000003
1-
Figure 00000004
·
Figure 00000005
(1) и
U4= (U2-U1)
Figure 00000006
+
Figure 00000007
+ U2-U1
Figure 00000008
Figure 00000009
(2)
Из приведенных формул (1) и (2) следует, что для уменьшения коэффициентов усиления синфазных сигналов необходимо выполнить условие
Figure 00000010
Figure 00000011
=
Figure 00000012
·
Figure 00000013
= 1 (3)
При выполнении условия (3) погрешность выходных напряжений U3 и U4, вызванная синфазным входным напряжением, будет определяться отклонением сопротивлений резисторов R4, R5, R12, R13, R14, R5 от номинального значения и в самом неблагоприятном случае не превышает 4δ U1. Здесь 4δ - максимально возможный коэффициент усиления синфазного сигнала.U 3 = (U 1 -U 2 )
Figure 00000002
+ U
Figure 00000003
1-
Figure 00000004
·
Figure 00000005
(1) and
U 4 = (U 2 -U 1 )
Figure 00000006
+
Figure 00000007
+ U 2 -U 1
Figure 00000008
Figure 00000009
(2)
From the above formulas (1) and (2) it follows that in order to reduce the gain of common-mode signals, it is necessary to fulfill the condition
Figure 00000010
Figure 00000011
=
Figure 00000012
·
Figure 00000013
= 1 (3)
When condition (3) is fulfilled, the error in the output voltages U 3 and U 4 caused by the common-mode input voltage will be determined by the deviation of the resistors R 4 , R 5 , R 12 , R 13 , R 14 , R 5 from the nominal value and in the worst case does not exceed 4δ U 1 . Here 4δ is the maximum possible common-mode gain.

Примем

Figure 00000014
=
Figure 00000015
и
Figure 00000016
=
Figure 00000017
= N
Такое соотношение сопротивлений резисторов определяет максимальный уровень входного синфазного напряжения
Uсин max≅
Figure 00000018
1 -
Figure 00000019
Uвых max где Uсин max - максимальное входное синфазное напряжение;
Uвых max - максимальное выходное напряжение четвертого ОУ.Will accept
Figure 00000014
=
Figure 00000015
and
Figure 00000016
=
Figure 00000017
= N
This ratio of resistors determines the maximum input common-mode voltage level.
U syn max ≅
Figure 00000018
1 -
Figure 00000019
U o out max where U syn max - maximum input common mode voltage;
U o max - the maximum output voltage of the fourth op-amp.

Выходной каскад на третьем ОУ суммирует выходное напряжение первого и второго ОУ 1 и 2. The output stage at the third op-amp sums the output voltage of the first and second op-amps 1 and 2.

Выходное напряжение U5 будет иметь вид
U5= U

Figure 00000020
+
Figure 00000021
·
Figure 00000022
-U
Figure 00000023
или
U5= U4
Figure 00000024
·
Figure 00000025
- U
Figure 00000026

Для упрощения рассмотрения примем номинальную величину сопротивления каждого резистора 6, 10, 12, 13, 15 равной R, резисторов 8 и 9 - 2R, резисторов 4, 5, 14 - NR, элемента 7 - r.The output voltage U 5 will be
U 5 = U
Figure 00000020
+
Figure 00000021
·
Figure 00000022
-U
Figure 00000023
or
U 5 = U 4
Figure 00000024
·
Figure 00000025
- U
Figure 00000026

To simplify the discussion, we take the nominal value of the resistance of each resistor 6, 10, 12, 13, 15 equal to R, resistors 8 and 9 - 2R, resistors 4, 5, 14 - NR, element 7 - r.

С учетом формул (1) и (2) получим
U5= (U2-U1)

Figure 00000027
+
Figure 00000028
+
Figure 00000029

(6)
Из формул (6), (1) и (2) видно, что регулировка коэффициента усиления входного дифференциального сигнала осуществляется элементом с регулируемым сопротивлением 7.Taking into account formulas (1) and (2), we obtain
U 5 = (U 2 -U 1 )
Figure 00000027
+
Figure 00000028
+
Figure 00000029

(6)
From formulas (6), (1) and (2) it can be seen that the gain of the input differential signal is adjusted by an element with adjustable resistance 7.

Коэффициент же ослабления синфазного сигнала не зависит от величины сопротивления элемента 7. The attenuation coefficient of the common-mode signal does not depend on the resistance value of element 7.

Отношение

Figure 00000030
=
Figure 00000031
=
Figure 00000032
выбрано не случайно, такое отношение позволяет уменьшить коэффициент усиления синфазного сигнала Кс измерительного усилителя в два раза. Его максимальная величина не превышает 2δ .Attitude
Figure 00000030
=
Figure 00000031
=
Figure 00000032
not randomly selected, this ratio allows to reduce the gain of the common-mode signal K from the measuring amplifier by half. Its maximum value does not exceed 2δ.

Claims (1)

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С РЕГУЛИРУЕМЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ УСИЛЕНИЯ, содержащий первый, второй и третий операционные усилители, между выходом и инвертирующим входом каждого из которых включены соответственно первый, второй и третий резисторы, элемент с управляемым сопротивлением, включенный между инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, четвертый резистор, включенный между выходом первого и инвертирующим входом третьего операционных усилителей, пятый резистор, включенный между выходом второго и неинвертирующим входом третьего операционных усилителей, шестой резистор, включенный между неинвертирующим входом третьего операционного усилителя и общей шиной, а также элемент с отрицательным сопротивлением, выполненный на четвертом операционном усилителе, между выходом и неинвертирующим входом которого включен седьмой резистор, между выходом и инвертирующим входом включен восьмой резистор, а между инвертирующим входом и общей шиной включен девятый резистор, при этом неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей являются дифференциальными входами измерительного усилителя, а выход третьего операционного усилителя - его выходом, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента ослабления синфазного сигнала при регулировке коэффициента усиления, в него введен десятый резистор, включенный между выходом четвертого и инвертирующим входом второго операционных усилителей, а неинвертирующий вход четвертого операционного усилителя подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя. MEASURING AMPLIFIER WITH ADJUSTABLE AMPLIFICATION COEFFICIENT, containing the first, second and third operational amplifiers, between the output and the inverting input of each of which are included, respectively, the first, second and third resistors, an element with controlled resistance included between the inverting inputs of the first and second operational amplifiers, the fourth resistor connected between the output of the first and the inverting input of the third operational amplifiers, the fifth resistor connected between the output of the second and non-inverting the third operational amplifiers, the sixth resistor connected between the non-inverting input of the third operational amplifier and the common bus, as well as the negative resistance element made on the fourth operational amplifier, the seventh resistor is connected between the output and the non-inverting input of the eighth resistor connected between the output and the inverting input and the ninth resistor is connected between the inverting input and the common bus, while the non-inverting inputs of the first and second operational amplifiers are diffe potential inputs of the measuring amplifier, and the output of the third operational amplifier - its output, characterized in that, in order to increase the stability of the attenuation coefficient of the common-mode signal when adjusting the gain, a tenth resistor is inserted into it, connected between the output of the fourth and inverting input of the second operational amplifiers, and the non-inverting input of the fourth operational amplifier is connected to the inverting input of the first operational amplifier.
SU4643200 1989-01-26 1989-01-26 Measurement amplifier with controlled gain factor RU2025893C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4643200 RU2025893C1 (en) 1989-01-26 1989-01-26 Measurement amplifier with controlled gain factor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4643200 RU2025893C1 (en) 1989-01-26 1989-01-26 Measurement amplifier with controlled gain factor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2025893C1 true RU2025893C1 (en) 1994-12-30

Family

ID=21425432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4643200 RU2025893C1 (en) 1989-01-26 1989-01-26 Measurement amplifier with controlled gain factor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2025893C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1001441, кл. H 03F 3/45, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7117714B2 (en) Output amplifier circuit and sensor device using the same
US4025867A (en) Capacitance magnification circuit
GB2034903A (en) Transducer bridge amplifier
RU2025893C1 (en) Measurement amplifier with controlled gain factor
US4528499A (en) Modified bridge circuit for measurement purposes
US4644253A (en) Voltage reference source with true ground sensing and force-sense outputs referred thereto
KR850000359B1 (en) In-phase voltage elimination circuit for hall element
US5394113A (en) High impedance low-distortion linear amplifier
US3965410A (en) A.C. potentiometer with bridge having voltage controllable devices
SU1462467A1 (en) Variable-gain amplifier
JPH0611625Y2 (en) Amplifier for strain gauge
JPH0635540Y2 (en) Differential amplifier
DK168722B1 (en) Differential amplifier coupling
JPS62132411A (en) Gain offset control circuit
JPH0418481B2 (en)
SU1665501A1 (en) Adjustable amplifier
JP2711790B2 (en) Vibration measuring instrument
SU972521A1 (en) Device for determination of two voltage difference
JPS6114173Y2 (en)
US4530044A (en) Self-balancing DC-substitution measuring system
JPH047124B2 (en)
JPS6241453Y2 (en)
SU1529412A1 (en) Differential amplifier
GB1578791A (en) Amplifiers circuit arrangement
KR0135461B1 (en) Amplifying circuit with high input impedance