SU1390778A1

SU1390778A1 - D.c. chopper amplifier

Info

Publication number: SU1390778A1
Application number: SU864101535A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Вервейко; Николай Васильевич Гудков; Владимир Иванович Тараненко
Original assignee: Предприятие П/Я В-8558
Priority date: 1986-05-11
Filing date: 1986-05-11
Publication date: 1988-04-23

Abstract

Изобретение относитс .к радиотехнике . Цель изобретени - уменьшение и стабилизаци уровн коммутационных помех. Усилитель содержит модул тор 1, усилитель 2 переменного тока , демодул тор 3, фильтр 4 нижних частот, опорный генератор 5, источник 10 питани , блок 11 задержки, трансформаторы 12 и 13, двухтактньй 1д каскад 14, Введены делители частоты (ДЧ) 6 и 7, импульсный преобразователь напр жени (ИПН) 8, выпр митель с фильтром 9. Отношение коэф. делени ДЧ 6 к коэф. ДЧ 7 равно п, где п 1,3,5... при использовании пр мого выхода ДЧ 7 и , 1/4, 1/6... при использовании инверсного выхода ДЧ 7. При ,3... обеспечиваетс прохождение через открытый дёмодул т-ор 3 одинакрвого числа импульсов помехи с положит, и отриц. амплитудами, к-рые компенсируют др. друга. При , 1/4... переключение ИПН 8 происходит в те моменты, когда демодул тор 3 закрыт. Оставша с некомпенсированна помеха имеет посто нную величину и местоположение и м.б, учтена при регулировке усилител . 4 ил, f/gM (ЛThe invention relates to radio engineering. The purpose of the invention is to reduce and stabilize the level of switching noise. The amplifier contains a modulator 1, an amplifier 2 AC, a demodulator 3, a low-pass filter 4, a reference generator 5, a power source 10, a delay unit 11, transformers 12 and 13, a two-stroke 1d stage 14, frequency dividers (DC) 6 and 7, a pulse voltage converter (PSI) 8, a rectifier with a filter 9. The ratio of the coefficients. division of PM 6 to the coefficient. DF 7 is equal to n, where n 1,3,5 ... when using the direct output of the DF 7 and, 1/4, 1/6 ... when using the inverse output of DF 7. When, 3 ... open demodule m-op 3 of the same number of interference pulses with positive and negative. amplitudes, to-rye compensate other friends. When, 1/4 ... switching of PSI 8 occurs at those moments when demodulator 3 is closed. The remaining uncompensated interference has a constant value and location, and mb is taken into account when adjusting the amplifier. 4 silt, f / gM (L

Description

со со о vjco v o

СХ)CX)

10ten

2020

1139077811390778

Изобретение относитс к рациотех- ике, а именно к усилител м посто н- Horo тока типа М-/Щ с, гальванической азв зкой по питанию, и может быть использовано в различных устройствах автоматики и измерительной техники, в частности в радиоиэмерительной технике дл усилени сигналов термопарных преобразователей.The invention relates to radio engineering, namely, to constant current amplifiers of the M- / U type with galvanic audio on power, and can be used in various automation and measuring devices, in particular in radio metering equipment for amplifying signals thermocouple converters.

Цель изобретени - уменьшение и стабилизаци уровн коммутационных помех.The purpose of the invention is to reduce and stabilize the level of switching noise.

На фиг. 1 представлена структурна электрическа схема усилител посто- is нного тока типа М-ДМ дл ,3,5...; на фиг. 2 - то же, дл ,1/4, 1/6...; на фиг. 3 - временные диаграммы , по сн ющие работу усилител ; на фиг. 4 - электрическа принципи- альна схема импульсного преобразо- вател напр жени .FIG. Figure 1 shows the structural electrical circuit of an M-DM type DC amplifier, 3,5 ...; in fig. 2 - the same, dl, 1/4, 1/6 ...; in fig. 3 - timing diagrams that show the operation of the amplifier; in fig. 4 is an electrical circuit diagram of a pulse voltage converter.

Усилитель посто нного тока (УНТ) типа М-ДМ содержит модул тор, 1, усилитель 2 переменного тока, демодул тор 3, фильтр 4 низших частот, опорный генератор 5, первый 6 и второй 7 делители частоты, импульсньм преобразователь 8 напр жени , выпр митель с фильтром 9, источник 1C питани , блок 11 задержки, первый 12 и второй 13 трансформаторы, двухтакт- ньй каскад 14.DC amplifier type M-DM contains a modulator, 1, amplifier 2 AC, demodulator 3, low-pass filter 4, reference generator 5, first 6 and second 7 frequency dividers, impulse voltage converter 8, rectifier filter 9, power supply 1C, delay unit 11, first 12 and second 13 transformers, two-stroke cascade 14.

Усилитель работает следующим образом .The amplifier works as follows.

При подаче питающего напр жени |на вход импульсного преобразовател 8 напр жени он запускаетс и начинает работать в автоколебательном ре симе, |преобразу поступающее напр жение питани в напр жение питани , необходимое дл -работы УПТ, которое подаетс на модул тор 1, усилитель 2 переменного тока, демодул тор 3, опорный генератор 5, делители 6 и 7 частоты, 5 |Импульсы опорного генератора 5 поступают на входы делителей 6 и 7 часто- :ты. С выхода первого делител 6 частоты импульсы поступают на управл ющие входы модул тора 1 и демодул тора 3. С выхода второго делител 7 частоты импульсы поступают на управл ющие входы импульсного преобразовател 8 напр жени , который при этом переходит из автоколебательного режи- на работы в режим управлени импульсами с второго делител 7 частоты,When the supply voltage is applied to the input of the pulse voltage converter 8, it starts up and starts working in a self-oscillating mode, converting the incoming supply voltage into the supply voltage necessary for the operation of the DCA, which is supplied to the modulator 1, the amplifier 2 AC current, demodulator 3, reference oscillator 5, dividers 6 and 7 frequencies, 5 | The pulses of reference oscillator 5 are fed to the inputs of dividers 6 and 7 of frequency: you. From the output of the first frequency divider 6, the pulses go to the control inputs of the modulator 1 and demodulator 3. From the output of the second frequency divider 7, the pulses go to the control inputs of the voltage pulse converter 8, which then goes from the auto-oscillating mode to control pulses from the second divider frequency 7,

Основными помехами в УПТ типа М-да вл ютс импульсные помехи, возп н и н с т в н д ч оThe main interferences in the UF type of M-yes are impulse interferences, which are possible in the current

м п л в пр м то ву ли коm p l in pr m

25 УИ то о пр пр25 UI then about pr pr

3Q д н3Q dn

50 п50 p

3535

4040

00

s s

5 five

никающие в моменты переключени импульсного преобразовател 8 напр жени . Так как опорньм генератор 5 и импульсный преобразователь 8 напр жени имеют частоты, которые измен ютс в зависимости от условий эксплуатации и с течением времени, помехи навод тс на входе усилител 2 переменного тока, его элементах и элементах демодул тора 3 и фильтра 4 низкой частоты в различные моменты времени относительно моментов переключени .no at the time of switching of the pulse voltage converter 8. Since the reference generator 5 and the pulse voltage converter 8 have frequencies that vary depending on the operating conditions and over time, the disturbances are caused at the input of the AC amplifier 2, its elements and the elements of the demodulator 3 and the low frequency filter 4 different times with respect to switching points.

Особую опасность иредставл гот помехи , наводимые на входе усилител 2 переменного тока, которые затем усиливаютс . Если эти помехи навод тс в момент времени, когда демодул тор 3 пропускает сигнал с усилител 2 переменного тока на фильтр 4 низкой частоты j на выходе последнего присутствует усиленна импульсна помеха. Если помеха наводитс в момент времени, когда демодул тор закрыт, то на выходThere is a particular danger of disturbances induced at the input of the AC amplifier 2, which are then amplified. If this interference is induced at the point in time when demodulator 3 transmits a signal from the AC amplifier 2 to the low-frequency filter 4 j, an amplified pulse interference is present at the output of the latter. If the disturbance is induced at the time when the demodulator is closed, then the output

5 УИТ она не проходит. Это приводит к тому, что из-за изменени частоты опорного генератора 5 и импульсного преобразовател 8 количество помех, приход щихс на моменты времени, когQ да демодул тор 3 открыт, мен етс и на выходе УИТ присутствует переменна помеха с частотой, определ емой биением частоты опорного генератора и импульсного преобразовател напр жени . Установка на выходе УПТ управл емого фильтра существенно не измен ет картины, а лишь уменьшает интервалы времени, в которые по вление импульсной помехи от импульсного преобразовател возможно. Однако уменьшить эти интервалы до величин, которыми можно пренебречь, нельз , так как произойдет искажение импульсов, проход щих через фильтр с управл емой посто нной времени. Поэтому наиболее надежным и простым способом борьбы с по мехами от импульсного преобразовател напр жени вл етс синхронизаци работы опорного генератора и импульсного преобразовател на0 пр жени , т.е. стабилизаци уровн 5 WHIT she fails. This leads to the fact that, due to the change in the frequency of the reference generator 5 and the pulse converter 8, the amount of noise occurring at the time points when the demodulator 3 is open, varies, and there is a variable disturbance at the output of the DIT with a frequency determined by the frequency beat reference oscillator and pulse voltage converter. The installation of a controlled filter at the output of the UFD does not significantly change the picture, but only reduces the time intervals during which the appearance of a pulse interference from a pulse converter is possible. However, it is not possible to reduce these intervals to values that can be neglected, since the pulses passing through the filter will be distorted from the controlled time constant. Therefore, the most reliable and simple way of dealing with mechs from a pulse voltage converter is to synchronize the operation of the reference generator and the pulse voltage converter, i.e. level stabilization

помехи на выходе УПТ. Iinterference at the output of the UFT. I

Таким образом, в предлагаемом УПТThus, in the proposed UFT

в том случае, когда частота импульсного преобразовател 8 напр жени или больше частоты модул ции и демодул ции сигнала, выполн етс условие, при котором обеспечиваетс прохождение через демодул тор (в мо5in the case when the frequency of the pulse voltage converter 8 is greater than or the modulation and demodulation frequency of the signal, the condition is satisfied under which the passage through the demodulator is ensured (in

00

1 в каждый пе1 in each ne

менты, когда он открыт) риод одинакового количества импульсов , имеющих один и тот же знак, в одно и то же врем ,cops when open) the period of the same number of pulses having the same sign at the same time

Если ,3,5,..,, где п - отношение коэффициента делени первого делител частоты к коэффициенту делен делител частоты, то в предлагаемом У11Т обеспечиваетс прохож- дение через открытый демодул тор однакового числа импульсов помехи с пложительной и отрицательной амплитудами , которые компенсируют друг друга , что приводит к уменьшению уровн помех. На диаграммах (фиг. 3) представлено положение импульсов помехи на входе демодул тора 3(а), показан выходной сигнал, когда частоты демодул тора и импульсного преобразова- тел напр жени несинхронизированы (б), представлено положение импульсов помехи на входе демодул тор 3(в) и выходной сигнал УПТ в случае если частоты демодул тора 3 и импульсного преобразовател 8 напр жени синхронизированы и при этом (г).If, 3,5, .. ,, where p is the ratio of the division factor of the first frequency divider to the division factor of the frequency divider, then the proposed U11T provides passage through the open demodulator of the same number of interference pulses with positive and negative amplitudes that compensate each other. other, which leads to a decrease in the level of interference. The diagrams (Fig. 3) show the position of the interference pulses at the input of the demodulator 3 (a), the output signal is shown when the frequencies of the demodulator and the pulse voltage converter are not synchronized (b), the position of the interference pulses at the input of the demodulator 3 ( c) and the output signal of the UFT in case the frequencies of the demodulator 3 and the pulse voltage converter 8 are synchronized and at the same time (d).

За период усилени на выход прохдит одинаковое ч исло помех положительной и отрицательной пол рностей и при усреднении фильтром 4 нижних частот на выходе УПТ результирующий сигнал от усиленных помех близок к нулю.During the amplification period, the output of the positive and negative polarities interferes with the same frequency and, if the filter averages 4 low frequencies at the output of the UFT, the resulting signal from the amplified noise is close to zero.

При , 1/4, 1/6... переключение импульсного преобразовател 8 напр жени происходит в те моменты времени, когда демодул тор 3 закрыт . Это обеспечиваетс за счет инвертировани импульсов управлени импульсным преобразователем 8 напр жени , при этом используетс инверсный выход второго делител 7 частоты, а также за счет сдвига импульсов управлени импульсным преобразователем 8 напр жени с помощью блока 11 задержки на величину, превьппающую длительность фронта переключени модул тора 1 и демодул тора 3.With, 1/4, 1/6 ... switching of the pulse voltage converter 8 occurs at those times when demodulator 3 is closed. This is achieved by inverting the control pulses of the voltage pulse converter 8, using the inverse output of the second frequency divider 7, and also by shifting the control pulses of the voltage pulse converter 8 using the delay unit 11 by an amount that exceeds the switching front duration of the modulator 1 and demodulator 3.

На диаг1 аммах (фиг. 3) представ- лено положение импульсов помехи в сл чае, если частоты демодул тора 3 и импульсного преобразовател 8 напр жени синхронизированы, и моменты переключени сдвинуты (д), а Ammach (Fig. 3) shows the position of interference pulses in the event that the frequencies of demodulator 3 and pulse voltage converter 8 are synchronized, and the switching times are shifted (e), and

8 eight

также показано напр жение выходного сигнала УПТ в этом случае (е).The output voltage of the UFT is also shown in this case (e).

00

5five

п г p g

. 5. five

00

5five

00

5five

При , 1/4, 1/6 ... оставша с нескомпенсированна помеха имеет посто нную величину и местоположение и может быть учтена при регулировке УНТ. Однако при различных механических воздействи х на прибор (вибраци ) , когда возможно некоторое смещение проводов питани и сигнальных (емкостна св зь между которьми приводит к по влению импульсных помех), измен етс амплитуда помех, а значит и величина выходного сигнала от помех , поэтому более предпочтителен случай, когда ,3,5...With, 1/4, 1/6 ... the remaining uncompensated interference has a constant value and location and can be taken into account when adjusting the CNT. However, under different mechanical effects on the device (vibration), when some power and signal wires (capacitive coupling between which leads to impulse noise) are displaced, the amplitude of the interference changes, and hence the output signal from the interference, therefore more the preferred case is when, 3,5 ...

h h

Claims

Invention Formula

An MDM type DC amplifier containing a series-connected modulator, an AC amplifier, a demodulator, a low-pass filter, and a reference generator and power supply, characterized in that, in order to reduce and stabilize the level of switching interference, between the source output power supply and modulator power supply buses, an AC amplifier, a demodulator and a reference generator, a series-connected switching voltage converter having a galvanic isolation on the output and input control, and a rectifier with a filter, between the output of the reference oscillator and the control inputs of the modulator and demodulator, the first frequency divider is inserted, and between the output of the reference generator and the control input of the pulse voltage converter, the frequency divider of the first and second frequency dividers is introduced combined and connected to the power bus of the reference oscillator, and the ratio of the division ratio of the first frequency divider to the division ratio of the second frequency divider is n, where n, where, 3.5, ... use and the direct output of the second frequency divider and, 1/4, 1/6, ... when using the inverse code of the second frequency divider.

jJ8b, x t

F (r. 3

Compiled by N. Dubrovska Editor N. Tupitsa Tehred I. Veres Proofreader O. Kravtsova

Order 1783/55

Circulation 928

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Phage. If

Subscription