SU1429289A1 - Дифференциональный усилитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и м.б. использовано в усилител х пшрокополосных случайных сигналов с большим динамическим диапазоном . Цель изобретени  - повьшение точности за счет снижени  собственных шумов. Дифференциальный усилитель содержит дифференциальньй у-ль сигнала 1, аттенюатор 2, сумматор 3, усилитель сигнала ошибки 4. Дл  достижени  цели усилитель сигнала ошибки 4 вьшолнен в виде управл емого усилител -ограничител . Жесткое ограничение сигнала приводит к резкому возрастанию искажений спектра сигнала при перегрузке, периодически возникающей при усилении сигналов с широким динамическим диапазоном. Ограничение макс, вклада сигнала ошибки (например, на уровне 10%) в формирование результирующего выходного устр- ва позвол ет сделать ограничение м гким и т. образ, снизить результирующие искажени  сигнала, т.е. повысить точность устр-ва. Кроме того, ограничение сигнала ошибки позвол ет снизить вли ние эффектов перерегулировани  на фронтах импульсов, характерного дл  усилителей с глубокой ОС, и т. обр. повысить точность устр- ва. 1 ил.. i (Л

Description

4 Ю

(;о

1C

оо со

ю

Изобретение относитс  к радиотехнике , может быть использован,, в усилител х широкополосных случайных сигналов с большим динамическим диапазо- йом, в частности в системах св зи, Электроакустики, анализаторах спектра , -И  вл етс  усовершенствованием Изобретени  по авт. св. № 1332511.

Цель изобретени  - повышение точ- ности за счет снижени  собственньпс

11|УМОВ ,

На чертеже представлена структур- Йа  электрическа  схема дифференциаль його усилител ,

; Дифференциальный усилитель содер- дифференциальньй усилитель-, сиггЦла , аттенюатор 2(, сумматор 3, уси- 4итель 4 сигнала ошибки,.выполненный 1Й виде управл емого усилител  -ограниф1тел ,

: Дифференциальный усилитель работа бт следующим образом.

i Входной сигнал поступает на вход Дифференциального усилител  1 сигна- lia и, усиленный в раз, снимаетс  с выхода. Составл юща  выходного с игнала устройства вызванна  напр жением сигнала на входе

u Ugx-Kc.

Сумматор 3, на первый вход которого поступает входной сигнал и«у, Ug , а на второй вход - выходной сиг Нал устройства U , выдел ет напр жение ошибки и усиливает его в раз. Усиленное напр жение ошибки, снимаемое с его выхода и равное

,.K,-UJ, .,-Ug,,K,, (1)

. где К и коэффициенты передачи

сумматора 3 по первому и второму входам соответственно ,

вводитс  через усилитель 4 сигнала ошибки в дополнительный вход дифференциального усилител  1 сигнала в Соответствующей фазе.

Полный выходной сигнал устройства

(.)8х KC+U(,- Korp Ko j(2)

где и ,- составл юща  выходного сигРЫХ

нала устройства, вызванна  сигналом ошибки Ug ,

коэффициент передачи усилител  4 сигнала опгибки;

коэффициент передачи дифференциального усилител  1

сигнала с дополнительного входа. Если выполн етс  условие баланса

KI Kprp Kg -К, Кдгр-К ; UBX К,-ирцкК,0,

то напр жение очибки U,0.

Если по тем же причинам например в результате линейных или нелинейных искажений дифференциального усилител  1 сигнала выходной сигнал

UeMx U8x- c dU,(3)

где i3 и - составл юща  выходного сиг- . нала, вызванна  искажени ми В ЭТ9М случае условие баланса наршает с 

Увл-К1-и,„-к,.

Возникающее при этом напр жение ошибки Uj стремитс  скомпенсировать ошибку лив выходном сигнале устройства .

Подставл   (1), (З) в (2),

К,+ли+и„- K,,. Ke+dU+ iX-K,- К(,грПолага 

- 1fи f

+Ugx-K,- K(, К .

к К/ К(,гр Кд Кд; Kj-Kgrp-K ,

получаем выходной сигнал устройства

и и -K + H-Kf

Чит б (

При , U|5t| -T UBx-Kc.

Коэффициент передачи устройства

. liblKs-i-Ki .

T-K -Kjrp.iCg

5

При малых уровн х входных сигналов искажени  определ ютс , в основном, собственны№1 шумами у,силител .

Снихсение вли ни  дополнительных источников шумов путем ограничени  уровн  выходного сигнала дифференциальной обратной св зи (ДОС) позвол ет снизить результирующий уровень шумов устройства. Ограничение выходного сигнала канала ошибки, вплоть до полного отключени  ДОС, осуществл етс  с ломощью усилител  4 сигнала ошибки. Снижейие уровн  выходного сигнала устройства, поступакндего на управл ющий вход усилител  4 сигнала ошибки, приводит к соответствующему снижению уровн  ограничени  сигнала.

При уровне выходного сигнала, соизмеримом с уровнем собственных шумов усилител  () 9 выходное напр жение усилител  4 сигнала ошибки, поступающее на дополнительный вход дифференциального усилител  1 сигнала; Uorp 0. При этом эквивалентнъй коэффициент передачи канала ДОС Коэффициент передачи устройства с отключенным каналом ДОС определ етс  только коэффициентом передачи диф4 еренциапьного усилител  1 сигнала , Единственным источником

шумов остаетс  дифференциальньй уси- 15 (например, на уровне 10%) в формиролитель 1 сигнала, а шумовые источники канала ДОС .отключаютс ,

При увеличении уровн  сигнала основным источником погрешности станов тс  нелинейные искажени , Увеличе- 1-гае уровн  выходного сигнала устройства , прикл адыв аемо е к упр авл юще му входу усилител  4 сигнала ошибки, приводит к увеличению напр жени  ограниуровн  сигнала ошибки-, вводимого в |дифференциальньй усилитель 1 сигнала. Увеличение нагф жени  ограничени  увеличивает коэффициент передачи ка- . нала ошибки при мальгх. уровн х сигнала ошибки и ограничивает его при больших уровн х сигнала ошибки. Это позвол ет компенсировать относительно небольшие уровни нелинейных искажений (например 10%), имеющие место при номинальных уровн х и скорост х входных изменени х сигналов. В то же врем  ограничение максимального вводимого уровн  сигнала ошибки ограничивает

вклад составл-чюпсй Ugj, в формирование результирующего выходного сигнала устройства и . При этом достига , .11II

етс  отсутствие эффекта жесткого

ограничени  при больших уровн х сигналов , характерного дл  усилителей , с глубиной ОС. Жесткое ограничение сигнала приводит к резкому возрастанию искажений спектра сигнала при перегрузке, периодически возникающей при усилении сигналов с широким динамическим диапазоном. Ограничение максимального вклада сигнала ошибки

вание результирующего выходного сигнала устройства позвол ет сделать ограничение м гким и таким образом снизить результирук цие искажени 

сигнала, т.е. повысить точность устройства .

Кроме того, ограничение сигнала ошибки позвол ет снизить вли ние эффектов перерегулировани  на фронтах импульсных сигналов, характерного л  усилителей с глубокой ОС, и таким образом повысить точность устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени .

   Дифференциальный усилитель по авт. св. № 1332511, отличающийс  тем, что, с целью повышени  ТОЧНОСТИ-за счет снижени  собст- венных шумов, усилитель сигнала ошибки выполнен в виде управл емого уси- i лител -ограничител , вход управлени  . которого соединен с выходом дифферен-, циального усилител  сигнала.