SU792531A1 - Усилительное устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к элементам системы автоматического управлени  и может использоватьс  при создании систем автоматического управлени .

Известно усилительное устройство, содержащее усилитель мощности,охваченный отрицательной обратной св зью по току и состо щий из последовательно соединенных операционного усилител ., предварительного и оконечного каскадов, подключенных к источнику питани  со средней точкой 1 .

Однако известное усилительное устройство имеет низкую точность при изменении напр жени  источника питани .

. Цель изобретени  - повышение точности .при изменении напр жени  источника питани .

Дл  этого в усилительном устройстве , содержащем усилитель мощности, охваченный отрицательной обратной св зью по току и состо щий из последовательно соединенных операционного усилител , предварительного и оконечного каскгодов, подключенных к источнику питани  со средней точкой, параллельно источнику питани  со средней точкой подключен делитель напр жени , выход которого непосредственно соединен с неинвертирующим входом оператдионного усилител , а через последовательно включенный неинвертирующий операционный усилитель и

5 первый резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилител , а между входом усилительного устройства и инвертирующим входом one-, рационного усилител  включены после0 довательно инвертирунвдий операционный усилитель и второй резистор.

На чертеже представлена принциписшьна  электрическа  схема предложенного устройства.

1в Усилительное устройство содержит усилитель мощности 1, охваченный отрицательной обратной св зью по току и состо щий из операционного усилител  2, предварительного 3 и оконечного 4 каскадов, делитель 5 напр жени , не.инвертирукший операционный усилитель 6, инвертирующий операционный усилитель 7, первый 8, второй 9, третий ilO, четвертый 11, п тый 12,

25 и шестой 13 резисторы, причем отрицательна  обратна  св зь го току осуществлена с помощью резисторов 14 и 15, кроме того, предварительный каскад состоит из транзисторов 16 и

Claims (2)

1. 30 17 и трех резисторов 18 - 20, а гжонечный каскад состоит из транзисторов 21, 22 и резисторов 23, 24, диоды 25 26. Усилительное устройство работает следующим образом. Вход устройства через резистор 10 подключен к инвертирующему входу инвертирующего операционного усилител  7, неинвертирующий вход.которого подк лючен к общей шине источника питани  а в обратную св зь инвертирующего оп рационного усилител  7 включен резис тор 11. Инвертирующий вход операцион ного усилител  2 подключен через резисторы 9 и 8 к выходам усилителей 7 и б соответственно. Инвертирукадий вход усилител  6 подключен к общей шине источника питани  через резисто 13, номинал которого равен номиналу резистора 12 в цепи 6братной св зи этого усилител . Средн   точка симметричного делител  5 напр жени , включенного между отрицательной и положительной шинами источника питани , подключена к неинвертирующим вх дам усилителей 2 и 6. Выход усилител  2 через резистор 20 подключен к эмиттерам транзисторов 16 и 17 различных типов проводимости, базы которых подключены к общей шине источника-питани . Коллекторы транзисторо 16 и 17 предварительного каскада 3 подключены к базам выходных транзисторов 21, 22 и резисторам 19,18, которые подключены к отрицательной и положительной шинам питани  соответственно . Транзисторы 16 и 22 типам-р-л , а транзисторы 17 и 21 типа f -п-р Эмиттеры выходных транзисторов 21 и 22 оконечного каскада 4 подключены через резисторы 23 и 24 к отрицательной и положительной шинам источника питани  соответственно и через резисторы 14 и 15 - к инвертир щему входу операционного усилител  2 Коллекторы выходных транзисторов 21 и 22 подключены к нагрузке и к катоду диода 25 и к аноду диода 26. Анод диода 25 подключен к отрицательной шине источника питани , а катод диода 26 - к положительной шине источника питани . При отсутствии входного сигнала и равенства положительного и отрицательного напр жений питани /+ / /-€/, напр жение в средней точке делител  5 равно нулю. Режим работы по посто  ному TOky транзисторов 16 ,17 21 и 22 выбран так, что они наход тс  на гра нице отпирани , и ток в нагрузку пра тически не поступает. При изменении напр жений источника питани  -Hd вели чину t Д. Е от номинала ток в нагруз ке также не возникает, так как это изменение напр жений источника питани  ±ЛЕ выдел етс  в средней точке делител  5 и поступает на неинвертиругацие входы усилителей 2 и б. Напр  жение на входе операционного усилите л  2 ( в зависимости от пол рности Е) закроет транзисторы 16, 21 или 17, 22 что приводит к тому, что ток в нагрузку не поступает , при этом на инвертирующем входе усилител  2 по витс  напр жение ±ЛЕ , дл  компенсации которого инвертирующий вход усилител  2 подключен через резистор-9 к ду инвертирукщего операционного усилител  7, на вход которого подаетс  входной сигнали , и через резистор 8 - к выходу неинвертирунтцего операционного усилител  6, выходным сигН-1ЛОМ которого  вл етс  напр жение 12д При входных сигналах, лежащих в пределах линейной зоны всех усилителей , в усилителе мощности 1 работает только одна пара транзисторов (16,21 либо 17,22), что существенно снижает потребл емую мощность. Дл  нейтрализации действи  обратной ЭДС при резкой смене входного сигнала включены диоды 25 и 26. Рассмотрим подробно процессы, происход щие в предложенном усилительном устройстве при по влении разности значени ми напр жений i Е при Ugy 0. Дл  определенности предположим, что напр жение получило приращение -(-Л.Е при том, что величина Е оставалась без изменени . Если бы в устройстве отсутствовали неинвертирующий операционный усилитель 6 и делитель 5, а неинвертируЕОЩий вход операционного усилител  2 был бы подключен к общей шине источника питани , то напр жение на , эмиттере транзистора 22 сохранило бы первоначальное значение +Е , а приращение дЕ оказалось бы приложенным к резистору 24 вследствие того, что в этом случае оказываютс  открытыми транзисторы 17 и 22 и ток поступает в нагрузку. Транзисторы 16 и 21 продолжают оставатьс  закрытыми. Введение делител  5, средн   точка которого подключена к неинвертирукхцему входу операционного усилител  2 (в отсутствие неинвертирующего операционного усилител  6) приводит к тому, что между выходом инвертирующего операционного усилител  7 и инвертирующим входом операционного усилител  2. возникает разность потенциалов t 4р . Это должно привести к открыванию транзисторов 16 и 21 и изменению потенциала эмиттера транзистора 21, что равнос льно по влению в нагрузке .тока. Введение в схему неинвертиругацего операционного усилител  6, неинвертирующий вход которого подключен к средней точке делител  5, приводит к следующему: при равенстве резисторов 13 и 12 напр жение на его выходе равно /Е , При равенстве резисторов 9 и 8 токи с выходов усилителей 7 и 6 равны по величине   противоположны по направлению, вследствие чего результируюдий входной ток операционного усилител  2 оказываетс  равным нулю, а транзисторы 16, 21 и 17, 22 остаютс  закрытыми, ток в нагрузку не поступает. Усилительное устройство аналогично работает при любых других относительных изменени напр жений питани . Выходна  часть усилител  мощности 1 на транзисторах 16, 17, 21 и 22 может работать как в классе АВ, так и в классе В пр том, что по отношению к нагрузке уси литель в целом работает совершенно линейно, как усилитель класса А за счет большого коэффициента усилени  по напр жению операционного усилител 
2. 2. Известно, что работа усилител  в режиме класса В характеризуетс  на личием существенных нелинейных иска жений, режим класса АВ не избавл ет от них полностью и вместе с тем св зан с опасностью протекани  сквозных токов через выходные каскады усилите л  при отсутствии входного сигнала. Использование новых элементов в предложенном усилительном устройстве позвол ет при изменении напр жений питани  от номинала наДЕ 10% измен ть выходной ток не более чем на 0 Формула изобретени  Усилительное устройство, содержащее усилитель мощности, охваченный отрицательной обратной св зью по току и состо щий из последовательно соединенных операционного усилител , предварительного и оконечного каскадов, подключенных к источнику питани  со средней точкой, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности при изменении напр жени  источника питани , параллельно источнику питани  со средней точкой подключен делитель напр жени , выход которого непосредственно соединен с иеинверти- рукадим входом операционного усилител , а через последовательно включенный неинвертируиций операционный усилитель и первый резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилител , а между входом усилительного устройстьа и инвертирующим входом операционного усилител  включены последовательно инвертируиций операционный усилитель и второй резистор. Источники информации , прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3.469.202, кп. 330-28, опублик, 1969.