RU2065662C1 - Усилитель - Google Patents
Усилитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065662C1 RU2065662C1 SU5027261A RU2065662C1 RU 2065662 C1 RU2065662 C1 RU 2065662C1 SU 5027261 A SU5027261 A SU 5027261A RU 2065662 C1 RU2065662 C1 RU 2065662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplifier
- output
- inverting input
- resistor
- precision
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Использование: для усиления сигналов с высокой динамической точностью. Сущность изобретения: в усилитель, построенный на двух операционных усилителях (прецизионном и быстродействующем) вводится дополнительный резистор, причем соотношение между номиналами резисторов выбирается таким образом, что суммарная амплитудно-частотная характеристика усилителя имеет наклон - 20 дБ/дек. В результате динамические свойства усилителя определяются быстродействующим операционным усилителем, а точность - характеристиками прецизионного операционного усилителя. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для усиления сигналов с высокой динамической точностью.
Известен усилитель, содержащий первый и второй операционные усилители (ОУ), охваченные независимыми отрицательными обратными связями и включенные последовательно [1] Его недостатком является низкая динамическая точность. Из известных усилителей наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в [2] Этот усилитель состоит из первого ОУ и второго ОУ, первого и второго резисторов, причем первый резистор включен между входом усилителя и инвертирующим входом первого ОУ, второй резистор включен между инвертирующим входом и выходом второго ОУ, неинвертирующий вход первого ОУ соединен с общей шиной, неинвертирующий вход второго ОУ соединен с выходом первого ОУ, выход второго ОУ является выходом усилителя.
Задача данного изобретения состоит в повышении динамической точности. Поставленная задача решается тем, что в усилитель, состоящий из первого ОУ и второго ОУ, первого и второго резисторов, причем первый резистор включен между входом усилителя и инвертирующим входом первого ОУ, второй резистор включен между инвертирующим входом и выходом второго ОУ, неинвертирующий вход первого ОУ соединен с общей шиной, неинвертирующий вход второго ОУ соединен с выходом первого ОУ, выход второго ОУ является выходом усилителя, вводится дополнительный резистор, который включен между инвертирующими входами первого и второго ОУ, причем соотношение резисторов выбрано равным (Rд+ R2)/R1 K, , где R1, R2, Rд - соответственно первый, второй и дополнительный резисторы, f1 и f2 частоты единичного усиления первого и второго ОУ.
Существо предложения поясняется чертежом, где представлена схема усилителя, которая содержит: 1 первый резистор (R1), 2 первый ОУ, 3 - дополнительный резистор (Rд), 4 второй ОУ, 5 второй резистор (R2).
Элементы схемы соединены следующим образом: первый резистор включен между входом усилителя и инвертирующим входом первого ОУ, второй резистор включен между инвертирующим входом и выходом второго ОУ, неинвертирующий вход первого ОУ соединен с общей шиной, неинвертирующий вход второго ОУ соединен с выходом первого ОУ, выход второго ОУ является выходом усилителя, вводится дополнительный резистор, который включен между инвертирующими входами первого и второго ОУ.
Схема усилителя работает следующим образом: первый ОУ, который определяет напряжение смещения и температурный дрейф напряжения смещения всего усилителя, реализуется на прецизионном ОУ и, как правило, имеет низкое быстродействие. Второй же ОУ, который практически не влияет на напряжение смещения и его температурный дрейф, может быть реализован на основе быстродействующего ОУ. При поступлении на вход усилителя скачка напряжения вначале из-за запаздывания, вызванного низким быстродействием первого ОУ, выходное напряжение определяется вторым ОУ. Затем, по мере нарастания выходного напряжения, все в большей степени первым ОУ и в конечном счете на постоянном токе только первым ОУ. Для пояснения положительного эффекта представим ОУ линейными инерционными звеньями первого порядка. При этом их передаточные характеристики можно представить в виде:
K1(p) = K1/(1+pτ1); K2(p) = K2/(1+pτ2) (1)
где К1 и К2 коэффициенты усиления первого и второго ОУ на постоянном токе соответственно, τ1 и τ2 их постоянные времени. С учетом выполнения неравенств К1 >> 1 и К2 >> 1 передаточная характеристика усилителя может быть представлена в виде:
(2)
где К0 1 + (Rд + R3)/R1,α 1 + R2/R1, (3) C учетом того, что
t1/K1= 1/2πf1 и τ2/K2= 1/2πf2,
где f1 и f2 частоты единичного усиления соответственно первого и второго операционных усилителей, передаточную характеристику усилителя можно представить в виде:
(4)
знаменатель правой части можно представить в виде:
(5)
где β и ω0 степень ускорения и круговая резонансная частота, причем
(6)
(7)
Представим формулу (2) в виде
(8)
где
(9)
(10)
(11)
Из (6), (7), (9) (11) видно, что если на выбранных ОУ1 и ОУ2 значения f1 и f2 известны, а значение К0 задано, то значение f0 целиком определено, а β, Т1, Т2, Т3 зависят от a, т.е. от соотношения Rд/R1.
K1(p) = K1/(1+pτ1); K2(p) = K2/(1+pτ2) (1)
где К1 и К2 коэффициенты усиления первого и второго ОУ на постоянном токе соответственно, τ1 и τ2 их постоянные времени. С учетом выполнения неравенств К1 >> 1 и К2 >> 1 передаточная характеристика усилителя может быть представлена в виде:
(2)
где К0 1 + (Rд + R3)/R1,α 1 + R2/R1, (3) C учетом того, что
t1/K1= 1/2πf1 и τ2/K2= 1/2πf2,
где f1 и f2 частоты единичного усиления соответственно первого и второго операционных усилителей, передаточную характеристику усилителя можно представить в виде:
(4)
знаменатель правой части можно представить в виде:
(5)
где β и ω0 степень ускорения и круговая резонансная частота, причем
(6)
(7)
Представим формулу (2) в виде
(8)
где
(9)
(10)
(11)
Из (6), (7), (9) (11) видно, что если на выбранных ОУ1 и ОУ2 значения f1 и f2 известны, а значение К0 задано, то значение f0 целиком определено, а β, Т1, Т2, Т3 зависят от a, т.е. от соотношения Rд/R1.
Для заявляемой схемы интерес представляет значение a, определяемое формулой:
(12)
причем
при f1 << f2.
(12)
причем
при f1 << f2.
При данном значении α нуль функции (8) совпадает с одним из полюсов этой функции.
Существует некоторое граничное значение К0, определяемое формулой
(13)
При К < Кгр выбор обеспечивает
(14)
и обращение (8) в
Ку(р) (K0- 1)/(1 + pT2) (15)
где Т2 определяется (10) при .
(13)
При К < Кгр выбор обеспечивает
(14)
и обращение (8) в
Ку(р) (K0- 1)/(1 + pT2) (15)
где Т2 определяется (10) при .
При К > Кгр
(16)
и формула (8) обращается в
Ку(р) (К 1)/(1 + рТ1) (17)
где Т1 определяется (9) при . Передаточным характеристикам (15) и (17) соответствует асимптотическая ЛАЧХ с наклоном -20 дБ/дек.
(16)
и формула (8) обращается в
Ку(р) (К 1)/(1 + рТ1) (17)
где Т1 определяется (9) при . Передаточным характеристикам (15) и (17) соответствует асимптотическая ЛАЧХ с наклоном -20 дБ/дек.
Из изложенного видно, что при выполнении предложенного авторами условия передаточная характеристика становится близкой к передаточной характеристике инерционного звена первого порядка, которое имеет меньшее по сравнению с прототипом время установления до заданной точности.
В качестве первого ОУ может быть использована микросхема типа К140УД17А, а в качестве второго микросхема типа К544УЛ2А. Резисторы могут быть взяты типа С2-29В.
Источники информации
1. А. Г. Алексенко, Е.А.Коломбет, Г.И.Стародуб. Применение прецизионных аналоговых микросхем. М. Радио и связь, 1985, с. 22, рис. 1.16.
1. А. Г. Алексенко, Е.А.Коломбет, Г.И.Стародуб. Применение прецизионных аналоговых микросхем. М. Радио и связь, 1985, с. 22, рис. 1.16.
2. Усилители с параллельными каналами.// Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. 1988, N 45, с. 5, рис. 1 (прототип).
Claims (1)
- Усилитель, содержащий первый и второй операционные усилители, первый и второй резисторы, причем первый вывод первого резистора является входом усилителя, а второй вывод соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого является выходом усилителя и через второй резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, отличающийся тем, что в него введен дополнительный резистор, включенный между инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, причем соотношение резисторов выбрано равным
(Rд + R2) /R1 K1;
где R1, R2, Rд первый второй и дополнительный резисторы соответственно;
f1, f2 частоты единичного усиления первого и второго операционных усилителей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5027261 RU2065662C1 (ru) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | Усилитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5027261 RU2065662C1 (ru) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | Усилитель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2065662C1 true RU2065662C1 (ru) | 1996-08-20 |
Family
ID=21596864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5027261 RU2065662C1 (ru) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | Усилитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2065662C1 (ru) |
-
1992
- 1992-02-12 RU SU5027261 patent/RU2065662C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем.- М.: Радио и связь, 1985, с. 22, рис. 1.16. 2. Усилители с параллельными каналами. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники.- 1988, N 45, с. 5, рис. 1. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2065662C1 (ru) | Усилитель | |
US3723892A (en) | Circuit using dynamic high impedance load | |
EP0265763B1 (en) | Frequency response compensation circuit | |
SE452827B (sv) | Anordning for att utoka dynamikomradet i en integrerande optoelektrisk mottagare | |
SU894732A1 (ru) | Интегрирующее устройство | |
SU826365A1 (ru) | Ограничитель | |
SU840950A1 (ru) | Логарифмический усилитель | |
SU684713A1 (ru) | Устройство защиты усилител от перегрузки | |
RU2034331C1 (ru) | Интегратор с большим временем интегрирования | |
SU763909A1 (ru) | Масштабный усилитель | |
JPH051133Y2 (ru) | ||
JPH07112140B2 (ja) | 信号変換器 | |
SU1042032A1 (ru) | Преобразователь тока в напр жение | |
SU875362A1 (ru) | Двухпол рный источник напр жени | |
SU767779A1 (ru) | Устройство дл умножени | |
SU1385258A1 (ru) | Усилительное устройство | |
SU801126A1 (ru) | Интегрирующий преобразовательС элЕКТРичЕСКиМ СчиТыВАНиЕМ | |
US4151478A (en) | Nonlinearly variable gain apparatus | |
SU696482A1 (ru) | Устройство дл воспроизведени функции запаздывани | |
SU788218A1 (ru) | Устройство гальванической разв зки | |
SU1741257A1 (ru) | Устройство с регулируемым усилением | |
SU1192113A1 (ru) | Повторитель напр жени | |
SU953641A1 (ru) | Операционный усилитель | |
SU1458870A1 (ru) | Управл емый источник тока | |
SU1663753A1 (ru) | Усилитель |