SU1401563A1 - Усилитель посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и м.б. использовано в нанЬвольтметрах посто нного напр жени . Цель изобретени  - сохранение быстродействи  при изменении выходного посто нного напр жени . Усилитель посто нного напр жени  содержит входной модул тор 1, тр-р 2, у-ль 3 переменного напр жени , полосовой фильтр4 , синхронный демодул тор 5, выходной интегрирующий элемент 6, цепь ОС 7, управл емые ключи 8, 9, 20, 21, г-р 10 переменного напр жени  дифференциальный у-ль I1 и у-ль 12 с регулируемым коэф.усилени , вход щие в состав упом нутого у-л  3 переменного напр жени , амплитудный детектор 13, компаратор 14 напр жени , элемент ИЛИ 15, RS-триггер 16, тактовый г-р 17, счетчик 18, дешифратор 19. Дл  устранени  уменьшени  быстродействи  в устр-ве предусмотрена периодическа  коррекци  коэф. передачи у-л  12. Периодичность коррекции устанавливаетс  в зависимости от скорости изменени  выходного сопротивлени  источника входного сигнала. Необходимое быстродействие у-л  посто нного напр жени  обеспечиваетс  увеличением выходного сопротивлени  источника входного сигнала до } МОм. 2 ил. i (Л

Description

Дта

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в нанопольтметрах посто нного напр жени .

Цель изобретени  - сохранение быстродействи  при изменении выходного сопротивлени  источника входного сигнала.

На фиг, представлена структурна  электрическа  схема усилител  посто нного напр жени ; на фиг.2 - эпюры напр жени , по сн ющие принцип работы усилител  посто нного напр жени .

Усилитель посто нного напр жени  содержит входной модул тор 1, трансформатор 2,усилитель 3 переменного напр жени , полосовой фильтр 4, синхронный демодул тор 5, выходной интегрирующий элемент. 6, цепь 7 обратной св зи, первый 8 н второй 9 управл емые ключи, генератор 10 переменнс - го напр жени , дифференциальный усилитель 11 и усилитель 12 с регулируемым коэффициентом усилени , вход щие в состав усилител  3 переменного напр жени , амплитудный детектор 13, компаратор 14 напр жени , элемент ИЛИ 15, RS-триггер 16, тактовый генератор 17, счетчик |8, дешифратор 19, третий 20 и четвертый 21 управл еь1ые ключи.

Усилитель работает следующим об- разом.

Входной сигнал поступает через входной модул тор 1 и трансформатор 2 на вход усилител  3 переменного напр жени  и усиливаетс  в нем. В полосовом фильтре 4 вьдел етс  перва  гармоника переменного напр жени . На выходе синхронного демодул тора 5 выдел етс  о гибающа  входного сигнала, котора  после сглаживани  выходным интегрирующим элементом 6 поступает на выход устройства. Цепь 7 обратной св зи передает часть выходного напр жени  устройства на его вход дл  стабилизации коэффициента передачи усилител  посто нного напр жени .

На фиг.2а,б,в,г,д представлены эпюры напр жени  соответственно на входах управлени  входного модул тора 1, на входах управлени  первого и второго управл емых ключей 8, 9 и на R-входе RS-триггера 16.

При изменении выходного сопротивлени  источника входного сигнала измен етс  коэффициент передачи входного модул тора 1, так как переменное

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

напр жение на вторичной обмотке трансформатора 2 определ етс  током, протекающим через источник входного сигнала. Из-за этого при увеличении . выходного сопротивлени  источника входного сигнала уменьщаетс  коэффициент передачи тракта усилени , охваченного цепью 7 обратной св зи, что приводит к уменьшению быстродействи  усилител  посто нного тока.

Дл  устранени  этого недостатка в усилителе посто нного напр жени  предусмотрена периодическа  коррекци  коэффициента передачи усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени .

В режиме коррекции выходное напр - жение генератора 10, которое представл ет собой напр жение синусоидальной формы с несущей частотой пор дка 5 кГц, подаетс  через одно плечо входного модул тора 1 и половину первичной обмотки трансформатора 2 на источник входного сигнала. Формируемое при этом переменное напр жение на вторичной обмотке трансформатора 2 усиливаетс  дифференциальным усилителем 11 и усилителем 12 с регулируемым коэффициентом усилени , вь1ходное напр жение которого не проходит через полосовой фильтр 4, так как он настроен на частоту модул ции равную 85 Гц. Выходной интегрирующий элемент 6 при этом работает в режиме запоминани , запомина  значение выходного сигнала.

Выходное переменное напр жение усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени  детектируетс  ампли- туднь1М детектором 13 и поступает на вход компаратора 14, где оно сравниваетс  с опорным напр жением. Если выходное напр жение амплитудного детектора 13 меньше опорного, то по мере увеличени  цифрового кода счетчика 18 увеличиваетс  выходное напр жение усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени  до тех пор, пока не сработает компаратор 14. После срабатывани  компаратора 14 его выходное напр жение через элемент ИЛИ 15 и RS-триггер 16 поступает на вход тактового генератора 17, закрыва  его и останавлива  счетчик 18. То же самое происходит при переполнении счетчика 18. Благодар  этому осуществл етс  н еобходима  подстройка коэффициента усилени  усилительного тракта усилителем посто нного напр жени  под выходное сопротивление источника входного сигнала.

В реальном усилителе посто нного напр жени  врем  коррекции коэффициента передачи усилительного тракта не превышает 10 мс. Периодичность коррекции устанавливаетс  в зависимости от скорости изменени  выходного сопротивлени  источника входного сигнала.

В качестве управл емых ключей 8, 20 и 21 могут быть использованы фоторезистивные коммутаторы.

, Необходимое быстродействие усилител  посто нного- напр жени  обеспечиваетс  при увеличении выходного сопротивлени  источника входного сигнала .до 1 МОм.

Ф.ормулаизобретени 

Усилитель посто нного напр жени , содержащий последовательно соединенные входной модул тор, трансформатор усилитель переменного напр жени , полосовой фильтр, синхронный демодул тор и выходной интегрирующий элемент , цепь обратной св зи, вход которой включен между выходом выходного интегрирующего элемента и обшей ши- йой, а выход соединен со средним выводом первичной обмотки трансформатора через управл емый ключ, отличающийс  тем, что, с целью сохранени  быстродействи  при изменении выходного сопротивлени  источника входного сигнала, введен генератор переменного напр жени , выход которого через второй управл емый ключ соединен со средним выводом первичной обмотки трансформатора, а усилитель

переменного напр жени  выполнен на последовательно соединенных дифференциальном усилителе и усилителе с регулируемым коэффициентом усилени , последовательно соединенных амплитудном детекторе, компараторе напр же-: ни , элементе ИЛИ, RS-триггере, тактовом генераторе и счетчике, дешифраторе , при этом вход амплитудного детектора соединен с выходом усилител 

с регулируемым коэффициентом усилени , второй вход компаратора напр жени  соединен с источником опорного напр жени , второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом счетчика, R-вход RSтриггера образует первый вход управлени  усилител  посто нного напр жени , выходные шины счетчика соединены с ИННОЙ управлени  усилител  с регу- лируемьм коэффициентом усилени  через дешифратор, а вход управлени  второго управл емого ключа соединен с входом управлени  первого управл емого ключа и образует второй вход управлени  усилител  посто нного напр жени  .

Claims (1)

1. Фо р м ул а и з о б р е т е н и я

   Усилитель постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные входной модулятор, трансформатор, усилитель переменного напряжения, полосовой фильтр, синхронный демодулятор и выходной интегрирующий элемент, цепь обратной связи, вход которой включен между выходом выходного интегрирующего элемента и обшей шиной, а выход соединен со средним выводом первичной обмотки трансформатора через управляемый ключ, отли чающийся тем, что, с целью сохранения быстродействия при изменении выходного сопротивления источника входного сигнала, введен генератор переменного напряжения, выход которого через второй управляемый ключ соединен со средним выводом первичной обмотки трансформатора, а усилитель переменного напряжения выполнен на последовательно соединенных дифференциальном усилителе и усилителе с регулируемым коэффициентом усиления, последовательно соединенных амплитудном детекторе, компараторе напряже-: ния, элементе ИЛИ, RS-триггере, тактовом генераторе и счетчике, дешифраторе, при этом вход амплитудного детектора соединен с выходом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, второй вход компаратора напряжения соединен с источником опорного напряжения, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом счетчика, R-вход RSтриггера образует первый вход управления усилителя постоянного напряжения, выходные шины счетчика соединены е шиной управления усилителя с регулируемьм коэффициентом усиления через дешифратор, а вход управления второго управляемого ключа соединен с входом управления первого управляемого ключа и образует второй вход управления усилителя постоянного напряжения .

   Фиг.1