SU400973A1 - Тензометрический усилитель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано в многоканальной тензометрической аппаратуре дл  усилени  слабых сигналов.

Известен тензоменрический усилитель, содерл ащий тензометричеокий мост, к измерительной Д1иаго«али которого подключены последовательно соединенные дифференциальный усилитель и симметричный эмиттерный повторитель.

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности рабочей точки усилител .

Указанна  цель достигаетс  тем, что эмиттерный повторитель и .питающа  диагональ тензометричеокого моста соединены последовательно по посто нному току.

Схема тензометричеокого усилител  представлена на чертеже.

Усилитель состоит из трех «аскадов на резисторах. Два первых параллельно-балансных каскада на трапзистО|рах /-4 типа п-р-п (или р-п-р) включены по схеме с общим эмиттером, третий (выходной) каскад нредставл ет собой симметричный эмиттериый повторитель «а составных транзисторах прот1И1ВОиоложной проводимости, где транзисторы 5 II 6 типа р-п-р (или п-р-п), а транзисторы 7 и S типа п-р-п (или р-п-р). Переменна  составл юп1а  выходного тока снимаетс  с резисторов 9 и 10. Роль коллектор2

иых нагрузок транзисторов первого и второго каскадов выполн ют соответственно резисторы // и 12, 13 и 14, а общих резисторов этих каскадов - резисторы 15 и /6. Налр жение

питани  1коллекторных цепей первого и базовых цепей второго параллельно-балансного каскадов стабилизировано с помощью стабилитрона 17 И резистора 18. Посто нна  составл юща  тока транзисторов третьего каскада подаетс  в питающую диагональ 19, 20 из.мерительного .моста на тензорезисторах 21-24. К выходной диагонали 25, 26 этого же моста подключены базы транзисторов 1 и 2, т. е. кажда  пара тензорезисторов 21, 23

и 22, 24 за-мен ет цепь смещени  транзисторов первого параллельно-балансного каскада. Следовательно, усилитель посто нного тока и тензометрический мост составл ют самосто тельный усилительный канал, в котором токостабилизируюпха  отрицательна  обратна 

св зь (ООС) жестко поддерлсивает режим

работы всех каскадов ио посто нному току.

Стабилизаци  режима работы каскадов

усилител  осуществл етс  следующим образом . Предположим, что коллекторные токи транзисторов / и 2 первого каскада в одинаковой мере возрастают относительно своих установившихс  значений; увел чение падений наир жений на коллекторных напрузках - резисторах 11 и 12 приводит к уменьшению токов баз транзисторов 3 и 4, а это, в свою очередь, вызывает уменьшение коллекторных токов и падений напр жении на нагруз-ках - резисторах 13 и 14, второго параллельно-балансного .каскада. Вызвпинсе уменьшение базовых и коллекторных , Тра.нзм.сторов 5 и 6, а также суммарного эмнттерлого тока транзисторов 7 и 8 обусловливает снижение падений на.ир жеиии на парных тензорезисторах 21, 22 и 23, 24. Последнее обсто тельст1во приводит к уменьшению токов баз, а следовательно, и коллекторных токов транзисторов / и 2 с тем, чтобы вернуть -схему примерно к пер1воначал)но-му состо нию .

При комшлектованни многоканальной аппаратуры все усилительные каналы питаютс  от одного источника, без разделени  uenefi питаии  и не вли ют друг на друга, так как потребл емый каждым каналом ток не измен етс  во В1ременИ.

Схема рассчитана так, что возможное Б услови х эксплуатации .короткое за 1Ы1ка}1ие (К. 3.) питающей диагонали 19, 20 моста не вызывает теплового пробо  транзисторов, а после устранени  К. 3. нормальный режим работы в каскадах усилител  устанавливаетс  автоматически.

Усиление переменной составл ющей сигнала осуществл етс  следующим образом. Симметричный сигнал с выходной диа-гонали 25, 26 тензометрического моста подаетс  в противофазе на базы транзисторов первого параллельно-балансного каскада и вызывает увеличение тока амиттера одного из транзисторов (например. У) и уменьшение другого (iiiainpHMCp, 2). В этом случае потенциал общей точки эМИттеров транзисторов I и 2, а также и ток в резисторе 15 остаютс  неизменными . По этой же причине токи в резисторе 16 и питающей диагонали 19, 20 тензометрического моста также остаютс  неизменными . Поскольку схема канала симметрична, то удобно paccMOTipeTb работу только одной половины .

Предположим, что положительный сигнал с выхода тензорезисторов 21 и 22 поступает на базу транзистора / и вызывает увеличение тока его базы и коллектора. Увеличение падеии  на111р жеии  на колле(:торной нагруз ке-рез ill-торе 11 первого каскада уменьшает т(ж базы II коллектора транзистора 3 второго каскада, а это, в свою очередь, уменьшает токи баз и коллекторов транзисторов 5 и 7 третьего каскада и снижает падение напр жени  на резисторе 9.

Аналогичным образом работает и втора  иолон:Ина схемы канала, только с той лишь разницей, что отрицательный сигнал тензорезисторов 22 И 24, поданный на базу транзистора 2 и усиленный всеми транзисторами (2, 4, 6 и 8) этой поло&ины, вызывает увеличение падени  напр жени  на резисторе 10.

Поскольку сигнал рассогласовани  выходной диагонали 25, 26 моста усиливаетс  всеми трем  каска:дам|И., то выходной сигнал, снимаемый с .резнсторов 9 и 10, пропорционален коэффи.циенту усилени  каскадов.

Дл  снижени  выходного соироти1влени  усилител , а также дл  улучшени  линейности характеристики и стабильности работы канала в целом в выходном каскаде применены составные транзисторы противоположной проводимости.

П р е д М е т изобретен н  

Тонзометрический усилитель, содержащий теизометричеокий ,мост, к измерительной диагонали которого подключены последовательно соединенные дифференциальный усилитель и симметричный эмиттерный повторитель, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности рабочей точки усилител , симметричный эмиттерный повторитель и питающа  диагональ тензометрического моста соединены последовательно по посто нному тоKV .