SU1334360A1

SU1334360A1 - Amplifier

Info

Publication number: SU1334360A1
Application number: SU853863446A
Authority: SU
Inventors: Владислав Иванович Котельников; Виталий Николаевич Малиновский; Александр Макарович Солошенко
Original assignee: Производственное объединение "Краснодарский ЗИП"; Московский энергетический институт
Priority date: 1985-03-04
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1987-08-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и обеспечивает повышение быстродействи и точности. Усилитель содержит усилитель-инвертор 1,. выполненный на операционном усилителе 2, входных резистрах (Р) 3 и 4 и Р 5 обратной св зи, фильтр 6 верхних частот, выполненный на конденсаторе 7, резисторах 9 и 10, ключах 11- 13, буферный усилитель 14, выполненный на операционном усилителе 15 с цепью обратной св зи, фильтр 16 нижних частот, выполненный на конденсаторе 17, Р 18 и 19 и ключах 20 н 21. В усилитель введены повторители 22- 24 напр жени , Р 4, сзгммирующие Р 25 и 26, дифференцирующа КС-цепь 27, инвертор 28, триггер 29, формирователь 30 импульсов сброса, генератор 31 тактовых импульсов, источник 32 напр жени , счетчик 33 и резистивна матрица 34. 1 ил. (Л со со 4; оо о: 5; 5 1Ф vJ ог 16This invention relates to a measurement technique and provides improved speed and accuracy. The amplifier contains an amplifier-inverter 1 ,. performed on the operational amplifier 2, input resistors (P) 3 and 4 and P 5 feedback, a high-pass filter 6 made on a capacitor 7, resistors 9 and 10, keys 11-13, a buffer amplifier 14 made on the operational amplifier 15 with a feedback circuit, a low-pass filter 16 made on the capacitor 17, P 18 and 19, and 20 n 21 keys. Repeaters 22 to 24 voltages, P 4, which translate to P 25 and 26, differentiate the KS circuit 27, are introduced into the amplifier. , inverter 28, trigger 29, driver 30 reset pulses, generator 31 clock pulses, the source 32 voltage audio, the counter 33 and the resistive matrix 34. 1 yl. (L with so 4; oo o: 5; 5 1F vJ og 16

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в качестве дифференциального усилител сигналов и инфранизких частот.The invention relates to a measurement technique and can be used as a differential signal amplifier and infra-low frequencies.

Цель изобретени - повьшзение быстродействи и точности.The purpose of the invention is to improve speed and accuracy.

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема предлагаенего усилител .Усилитель содержит усилит ел ь-инг- вертор 1, выполненньй на первом операционном усилителе 2, первом и втором входных резисторах 3 и 4 и резне- 15 ключени вли ни абсорбции на выход- торе 5 обратной св зи, фильтр 6 верх- ной сигнал сначала замыкаютс третий них частот, выполненный на первом .The drawing shows the circuit diagram of the proposed amplifier. The amplifier contains an amplifier-ing-inverter 1, executed on the first operational amplifier 2, the first and second input resistors 3 and 4, and the repetition of the absorption effect on the output terminal 5 of the reverse link Zi, filter 6, the upper signal is first closed by the third frequency, performed on the first.

и четвертый ключи 13 и 20 синхронно с поступлением импульса с формировател 30 импульсов сброса на входы начальной установки триггера 29 и счетчика 33.and the fourth keys 13 and 20 synchronously with the arrival of a pulse from the driver 30 reset pulses to the inputs of the initial installation of the trigger 29 and the counter 33.

:конденсаторе 7, первом, втором, третьем резисторах 8 - 10, первом, втором , третьем ключах 11-13, буферный 20 усилитель 14, выполненный на втором операционном усилителе 15 с цепью обратной св зи, фильтр 16 нижних частот, вьшолненный на втором конденсаторе 17,: capacitor 7, first, second, third resistors 8 - 10, first, second, third keys 11-13, buffer 20 amplifier 14, performed on the second operational amplifier 15 with feedback circuit, low-pass filter 16, implemented on the second capacitor 17,

Счетчик 33 сбрасываетс в нулевое состо ние и на инв ертируюш;ий входThe counter 33 is reset to zero and is inverted; its input

четвертом и п том резисторах 18 и 19, 25 операционного усилител 2 четвертом и п том ключах 20 и 21, входной резистор 4 поступает отрицательный ток от источ«ервый , второй и третий повторители 22-24 напр жени , первый и второй суммирующие резисторы 25 и 26, дифференцирующую КС-цепь 27, инвертор 28, триггер 29, формирователь 30 импульсов сброса, генератор 31 тактовых импульсов, источник 32 напр жени , счетчик 33 и резистивную матрицу 34.the fourth and fifth resistors 18 and 19, 25 of the operational amplifier 2 to the fourth and fifth switches 20 and 21, the input resistor 4 receives a negative current from the source, the first, second and third voltage followers 22-24, the first and second summing resistors 25 and 26, differentiating a KS circuit 27, an inverter 28, a trigger 29, a driver 30, a reset pulse, a clock generator 31, a voltage source 32, a counter 33, and a resistive matrix 34.

Усилитель работает следующим образом .The amplifier works as follows.

На входы усилител подаютс напр жени и, и Uj, разность которьк не обходимо усилить в полосе частот от f до f. При помощи первого, второ30The inputs of the amplifier are supplied with voltages and, and Uj, the difference which must be amplified in the frequency band from f to f. With the first, second 30

го и третьего повторителей 22-24 напр жени , первого и второго суммирующих резисторов 25 и 26 и усилител - инвертора 1 на выходе третьего повторител 24 напр жени образуетс разность напр жений 4 (+U). Дл отделени посто нной составл ющей от усиливаемого сигнала включен первый конденсатор 7, котор - вл етс конденсатором фильтра 6 верхних частот. Дл изменени посто нной времени фильтра 6 верхних частот служат первый , второй и третий резисторы 8-10, первый и второй ключи 11 и 12.The first and second summing resistors 25 and 26 and the amplifier - inverter 1 at the output of the third voltage follower 24 form a difference of voltages 4 (+ U). To separate the DC component from the amplified signal, the first capacitor 7 is switched on, which is the capacitor of the high-pass filter 6. To change the time constant of the high pass filter 6, the first, second and third resistors 8-10, the first and second keys 11 and 12 serve.

Дл уменьшени времени переходных процессов от зар да первого конденсатора 7 и получени необходимой верхней полосы частот требуетс , чтобыTo reduce the transient time from the charge of the first capacitor 7 and to obtain the necessary high frequency band, it is required that

ника 32 напр жени . Этот ток по вели чине заведомо превышает возможный положительный ток, поступающий через первый входной резистор 3 с выхода первого повторител 22 напр жени . В результате на выходе усилител -инвертора 1 будет максимальное положительное напр жение, которое переводитnickname 32 voltage This current in magnitude obviously exceeds the possible positive current flowing through the first input resistor 3 from the output of the first repeater 22 voltage. As a result, the output of the amplifier-inverter 1 will be the maximum positive voltage, which translates

35 второй операционный усилитель 15 в нелинейный режим с максимальным положительным напр жением на выходе. Поло жительный скачок напр жени через диф ференцирующую RC-цепь 27 и инвер 0 тор 28 поступает на установочный вход триггера 29, но не мен ет его выходного напр жени .35, a second operational amplifier 15 into a non-linear mode with a maximum positive output voltage. A positive voltage jump across the differentiating RC circuit 27 and inverter 28 is supplied to the installation input of the trigger 29, but does not change its output voltage.

Одновременно под действием посту- 45 пающих на счетный вход счетчика 33 импульсов генератора 31 тактовых импульсов на выходах счетчика 33 набираетс двоичный код, соответствующий возрастающему значению напр жени , 50 которое через резисторы резистивной матрицы 34 увеличивает положительный ток, поступающий на инвертирующий вход первого операционного усилител 2. В какой-то момент времени на- 55 пр жение на выходе первого операционного усилител 2, а следовательно, на выходе второго операционного усилител 15 скачком измен етс на отрицательное .At the same time, a binary code corresponding to an increasing voltage value 50, which through the resistors of the resistive matrix 34 increases the positive current supplied to the inverting input of the first operational amplifier 2 At some point in time, the voltage at the output of the first operational amplifier 2, and consequently, at the output of the second operational amplifier 15 abruptly changes to negative e.

посто нна времени фильтра 6 верхних частот была большой, а врем зар да первого конденсатора 7 - малым. Дл уменьшени времени зар да первого . конденсатора 7, а также дл уменьшени вли ни его утечек и абсорбции осуществл етс операци успокоени схемы фильтра 6 верхних частот, котора заключаетс в следующем. Через второй ключ 12 к первому конденсатору 7 подключаетс третий резистор 10, который позвол ет достаточно быстро его зар дить. При этом дл исключени вли ни абсорбции на выход- ной сигнал сначала замыкаютс третий The time constant of the high pass filter 6 was long, and the charge time of the first capacitor 7 was small. To reduce the charge time of the first. the condenser 7, as well as to reduce the effect of its leakage and absorption, the operation is performed to calm the high-pass filter circuit 6, which is as follows. Through the second switch 12, a third resistor 10 is connected to the first capacitor 7, which allows it to be charged fairly quickly. In this case, in order to eliminate the effect of absorption on the output signal, the third

ника 32 напр жени . Этот ток по вели. чине заведомо превышает возможный поожительный ток, поступающий через первый входной резистор 3 с выхода первого повторител 22 напр жени . В результате на выходе усилител -инвертора 1 будет максимальное положительное напр жение, которое переводитnickname 32 voltage This current led. This value obviously exceeds the possible positive current flowing through the first input resistor 3 from the output of the first repeater 22 voltage. As a result, the output of the amplifier-inverter 1 will be the maximum positive voltage, which translates

второй операционный усилитель 15 в нелинейный режим с максимальным положительным напр жением на выходе. Поло-. жительный скачок напр жени через дифференцирующую RC-цепь 27 и инвертор 28 поступает на установочный вход триггера 29, но не мен ет его выходного напр жени .the second operational amplifier 15 is in a non-linear mode with a maximum positive output voltage. Polo-. A voltage jump through the differentiating RC circuit 27 and the inverter 28 is fed to the installation input of the trigger 29, but does not change its output voltage.

Одновременно под действием посту- пающих на счетный вход счетчика 33 импульсов генератора 31 тактовых импульсов на выходах счетчика 33 набираетс двоичный код, соответствующий возрастающему значению напр жени , которое через резисторы резистивной матрицы 34 увеличивает положительный ток, поступающий на инвертирующий вход первого операционного усилител 2. В какой-то момент времени на- пр жение на выходе первого операционного усилител 2, а следовательно, на выходе второго операционного усилител 15 скачком измен етс на отрицательное .At the same time, a binary code corresponding to an increasing voltage value is dialed under the action of 33 pulses of the oscillator of the 31 clock pulses at the outputs of the counter 33, which through the resistors of the resistive matrix 34 increases the positive current supplied to the inverting input of the first operational amplifier 2. at some point in time, the voltage at the output of the first operational amplifier 2, and therefore, at the output of the second operational amplifier 15 abruptly changes to negative.

Отрицательный перепад напр жени с помощью дифференцирующей RC-цепи 27 и инвертора 28 превращаетс в положи- тельньм импульс, которьй .воздействует на установочный вход триггера 29. Последний своим изменившимс выходным напр жением останавливает работу счетчика 33, После этого третий ключ 13 размьпсаетс , а второй ключ 12 замыкаетс . Первый конденсатор 7 быстро зар жаетс до напр жени , не пре- вьпаающего одного шага квантовани .Negative voltage drop with the help of differentiating RC-circuit 27 and inverter 28 turns into a positive pulse, which affects the setup input of the trigger 29. The latter, by its changed output voltage, stops the operation of the counter 33, After that, the third key 13 expands and the second key 13 key 12 closes. The first capacitor 7 is rapidly charged to a voltage not exceeding a single quantization step.

По. истечении времени зар да первого конденсатора 7 второй и четвертый ключи 12 и 20 размыкаютс и на выходе усилител начинает действовать напр жение , соответствующее разности входных напр жений. П тый ключ 21 служит дл переключени частоты среза фильтра 16 нижних частот.By. after the charging time of the first capacitor 7 has expired, the second and fourth switches 12 and 20 open and the voltage corresponding to the difference of the input voltages starts to act at the amplifier output. The fifth key 21 serves to switch the cutoff frequency of the low pass filter 16.

Таким образом, в предлагаемом усилителе при большой посто нной времени фильтра 6 верхних частот существенно уменьшаетс врем переходныхThus, in the proposed amplifier, with a high time constant of the high-pass filter 6, the transient time is significantly reduced.

процессов, а также исклю.чаетс вли ние паразитных параметров первого коденсатора 7 на качестйо усиливаемого сигнала.processes, and also excludes the influence of the parasitic parameters of the first encoder 7 on the quality of the amplified signal.

Claims

Invention Formula

The amplifier containing the amplifier-inverter, made on the first operational amplifier, the first input resistor and the feedback resistor, the high-pass filter, made on the first capacitor, the first, second and third resistors, the first, second and third keys, is buffer on the second operating theater. an amplifier with a feedback circuit, and a low-pass filter implemented on the second capacitor, the fourth and fifth resistors, the fourth and fifth keys, the first plate of the second capacitor connected to the common bus, the second plate through the fourth-resistor is connected to the output of the buffer amplifier, to the input of which are connected the first terminals of the first, second and third resistors and the first plate of the first capacitor, the second terminals of the second and third roVNIIPI Order 3979/56

Manufacturing, -poligr, pr-tie, g, Uzhgorod, st. Project, 4

Resistors, respectively, through the first and second switches are connected to the second output of the first resistor, characterized in that, in order to improve speed and accuracy, the first, second and third voltage followers, the second input resistor, and the first and second summers are introduced.

resistors, RC differentiator, inverter, trigger, reset pulse shaper, clock generator, voltage source, counter, and resistive matrix, the inputs of the first and second voltage repeaters being the amplifier inputs, the output of the first voltage follower is connected to the input inverter amplifier, between the output of which and the output of the second voltage follower are connected in series the first and second summing resistors, the connection point of which through the third voltage follower is It is connected to the input of the high-pass filter, the output of the buffer amplifier through a series-connected differentiating RC circuit and the inverter is connected to the setup input of the trigger, the output of which is connected to the lock input of the counter, the counting input of which is connected to the output of the trigger generator, and the counter is connected to the output of the pulse driver. reset, the counter outputs are connected to the first terminals of the corresponding resistive matrix resistors, the second outputs of which are combined and connected directly to the inverting input of the first operational amplifier and through the second input resistor to the voltage source, the third and the fourth respectively connect the plates of the first and second capacitors the second key, the second output of the first resistor is connected to the common bus, between the second lining of the second capacitor and the output of the buffer amplifier are connected in series with a single fifth resistor and a fifth switch, the second plate of the second capacitor, is the output of the amplifier.

Circulation 901 Subscription