SU1103350A1 - Измерительный усилитель - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ , содержащий регулируемый усилитель , к выходу которого подключен делитель напр жени , последовательно соединенные переключатель, перемножитель, усилитель ошибки, фазочувствительный выпр митель и фильтр нижних частот, выход которого подключен к управл ющему входу регулируемого усилител , а также коммутационный генератор, выходы которого подключены соответственно к управ ющему входу переключател  и к опорному входу фазочувствительного выпр мител , при этом первый и второй входы переключател  соединены с выходом делител  напр жени  и входом регулируемого усилител  соответственно , отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности коэффициента передачи, в него введен сумматор, входы которого под- , ключены соответственно к входу регулируемого усилител  и к выходу делител  напр жени , а выход - к второму входу перемно (Л жител . оо со ел

Description

И:и.)брете ие относитс  к электрорадиоизмерите .мьнор технике, а именно к созданию прецизионных измерительных усилителей переменного напр жени . Оно может быть использовано при разработке измерителБных усилителей в измерительных схемах гювышенного уровн  точности. Известен измерительный усилитель с самонастройкой коэффициента передачи, содержащий усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, масштабные звень , устройство вычитани  и регул тор, выход которого подключен к управл ющему входу усилител  1. Этот усилитель обладает ограниченной точностью стабилизации вследствие чувствительности цепи стабилизации к фазовым сдвигам регулируемого усилител . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  измерительный усилитель, содержащий регулируемый усилитель , к выходу которого подключен делитель напр жени , последовательно соединенные переключатель, перемножитель, усилитель ошибки, фазочувствительный выпр митель и фильтр нижних частот, выход которого подключен к управл ющему входу регулируемого усилител , а также коммутационный генератор, выходы которого подключены соответственно к управл ющему входу переключател  и к опорному входу фазочувствительного выпр мител , при этом первый и второй входы переключател  соединены с выходом делител  напр жени  и входом регулируемого усилител  соответственно. В данном устройстве в качестве корректирующего воздействи , которое приводит коэффициент передачи усилительного блока к номинальному значению, используетс  разностный сигнал, полученный в результате сравнени  входного и части выходного напр жени  2. Однако данный измерительный усилитель обладает низкой стабильностью коэффициента передачи регулируемого усилител , Это обусловлено тем, что в течение такта коммутирующего напр жени  изменение передаточных характеристик звеньев тракта сравнени , расположенных до усилитет  ошибки, в частности, мультипликативна  погрешность перемножител , вызывает по вление в выходном напр жении фазочувствительного выпр мител  дополнительной составл ющей , привод щей к нестабильности номинального коэффициента передачи усилительного блока. При этом, входное и выходное U t напр жени  измерительного усилител  равны , UBx Vcosurt/j) U -KU(6)cos()J2) где - относительна  погрешность коэффициента передачи; If - фазовый сдвиг регулируемого усилител . :сли обозначить мультипликативную погрещность перемножител  через „, то после нескольких преобразований относительный вклад о в корректирующее воздействие можно получить в виде при if О 8 И (3) Таким образом, стабильность коэффициента передачи измерительного усилител  зависит от отнощени &/сГ. Цель изобретени  - повыщение стабильности коэффициента передачи. Цель достигаетс  тем, что в измерительный усилитель, содержащий регулируемый усилитель, к выходу которого подключен делитель напр жени , последовательно соединенные переключатель, перемножитель, усилитель ощибки, фазочувствительный выпр митель и фильтр нижних частот, выход которого подключен к управл ющему входу регулируемого усилител , а также коммутационный генератор, выходы которого подключены соответственно к управл ющему входу переключател  и к опорному входу фазочувствительного выпр мител , при этом первый и второй входы переключател  соединены с выходом делител  напр жени  и входом регулируемого усилител  соответственно , введен сумматор, входы которого подключены к входу регулируемого усилител  и к выходу делител  напр жени  соответственно , а выход к второму входу перемножител . На чертеже представлена структурна  электрическа  схема измерительного усилител . Измерительный усилитель содержит регулируемый усилитель 1, делитель 2 напр жени , сумматор 3, переключатель 4, пере.множитель 5, усилитель ощибки 6, фазочувствительный выпр митель 7, коммутационный генератор 8 и фильтр 9 нижних частот. Устройство работает следующим образом . Входное напр жение УЬХ усиливаетс  регулируемым усилителем 1 до значени  U, . Выходное напр жение делител  2, имеющего коэффициент передачи, обратный номинальному коэффициенту передачи К регулируемого усилител  1, равно U-, -и () co5(wi + lf), (4) Разность мгновенных значений напр жений Ubx и и ана выходе сумматора 3 можно представить как U,Vl()cos(f- cosiKi-U(i 8}sinifs (5) S/n vJi Напр жение U 3 подаетс  на вход перемножител  5, на другой вход которого поочередно воздействует входное напр жение Uux и напр жение U г с выхода делител  2 через переключатель 4. Последний управл етс  коммутационным генератором 8. На выходе перемножител  5 образуетс  напр жение частоты коммутации. При этом в течение одного полупериода коммутирующего напр жени  величина посто нного напр жени  на выходе перемножител  5 может быть найдена как,гг о

U;-Uex-Ui f (bOJcoslp-l)(6)

В другой полупериод

Us U,)cosif(u5)cos(/M((7)

X sinifРазность напр жений Us и UJ пропорциональна разности действующих значений Ubx-H напр жени  U а После усилени  в усилителе 6 напр жение частоты коммутации выпр мл етс  фазочувствительным выпр мителем 7 и через фильтр 9 подаетс  в качестве корректирующего на управл ющий вход регулируемого усилител  1, измен   коэффициент передачи блока до номинального значени . Можно показать, что напр жение на выходе фильтра 9 представл етс  в виде ,„ f

u,--cLVsii4,(8)

где а коэффициент пропорциональности.

Как следует из выражени  8, величина напр жени  коррекции не зависит от фазовых сдвигов в регулируемом усилителе 1.

Основным преимуществом предлагаемого усилител   вл етс  меньшее вли ние на корректирующее воздействие мультипликативной погрещности 5 перемножител  за один период частоты коммутации. С учетом So напр жение на выходе фильтра нижних частот равно

)S(l(S)(li-S-cosif)S., (9) откуда можно определить.Тогда при малых ФР

(10)

Таким образом, в предложенном измерительном усилителе по сравнению с прототипом нестабильность коэффициента передачи, обусловленна  мультипликативной погрешностью перемножител , снижена в и определ етс  собственно 8о

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий регулируемый усилитель, к выходу которого подключен дели- тель напряжения, последовательно соединенные переключатель, перемножитель, усилитель ошибки, фазочувствительный выпрямитель и фильтр нижних частот, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, а также коммутационный генератор, выходы которого подключены соответственно к управяющему входу переключателя и к опорному входу фазочувствительного выпрямителя, при этом первый и второй входы переключателя соединены с выходом делителя напряжения и входом регулируемого усилителя соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента передачи, в него введен сумматор, входы которого под- . ключены соответственно к входу регулируемого усилителя и к выходу делителя напряжения, а выход — к второму входу перемножителя.

   . SU „„1103350 >