Устройство для защиты электрометрического усилителя от перегрузок

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗМЦИТЫ ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗОК , содержащее токоограничивагощий , резистор, включенный в входную цепь электрометрического усилителя, и Два диода, подключенных к входу последнего разноименными электродами, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния защитного устройства на процесс измерения, В него введен регулирующий усилитель , ВХОД которого соединен с выходдм электрометрического усилителя , а ВЫХОД - с другими электродами Диодов, причем коэффициент передачи регулирующего усилителя выбран из уловия достижения единичного произведения коэффициентов передачи обоих усилителей, а верхняя граница его динамического диапазона установлена меньшей или равной границе электрометрического усилителя.

„„SVÄÄ 1056058 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

ЩСПУБЛИН Ъ

/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i ) 3426724/18-21 (22) 20.04.82 (46) 23.11.83..Бюл. Р 43 (72) С.Л.Емельянов, Ю.Д.Крисилов, В.Г.Пядышев, Ю.Е.Собченко, В.И.Старцев и В.В.Безруких (71) Институт космических исследований AH СССР и Одесский ордена Трудового Красного .Знамени,попитехнический институт (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Патент C2IA Р 3870968, кл. 330-/207, 1975.

2i Шило В.Л. Линейные интеграль -,. ные схемы. М., "Советское радио", 1979, с. 111, рис. 3-19, д. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗМЦИТЫ ЭЛЕКТ-

РОМЕТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащее токоограничивающий резистор, включенный в входную цепь электрометрического усилителя, и

Два диода, подключенных к входу последнего разноименными электродами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения влияния защитного устройства на процесс измерения, в него введен регулирукщий усилитель, вход которого соединен с выходом электрометрического усилителя, а выход - с другими электродами

Диодов, причем коэффициент передачи регулирующего усилителя выбран из уловия достижения единичного произведения коэффициентев передачи обоих усилителей, а верхняя граница его динамического диапазона установ- Е лена меньшей или равной границе электрометрического усилителя.

1056058

Изобретение относится к электро метрической технике и предназначено для использования, например, в аппаратуре при исследовании потоков заряженных частиц космической плазмы методом плавающего потенциала. 5

Известно устройство для защиты электрометрического усилителя от перегрузок, содержащее два диода, включенных встречно-последовательно между входом и выходом усилите- )Q ля Г13.

В указанном устройстве отслеживание емкости диодов и внутреннего сопротивления обеспечивается лишь при наличии усилителя с коэффициентом передачи, равным единице. Данное обстоятельство существенно сужает область практического исполь" зования.известного устройства. При этом срабатывание защиты имеет мес то только при достижении выходным сигналом напряжения питания, т,е. усилитель работает в нелинейной. части проходной характеристики, Характеризуется низкой точностью йзмерения. Кроме того, в устройстве не предусмотрена регулировка уровня срабатывания защиты.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для защиты измерительного 30 усилителя, в том числе и электрометрического, от прегрузок, содержащее два токоограничивающих резисторов, включенных во входные цени усилителя, и два диода, подключенных ко 35 входам последнего разноименными электродами (2 .

Недостаток устройства проявляется в его влиянии на измерительный процесс. Это влйяние выражается

4О главным образом, в генерации шумов обратносмещенными р-и переходами диодов.

Целью изобретения является уменьшение влияния защитного устройствами на процесс измерения, осуществляемый с помощью злектрометрического усилителя.

Ноставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты электрометрического усилителя от перегрузок, содержащее токоограничивающий резистор, включенный во входную цепь электрометрического усилителя, и два диода, подключенных к входу последнего разноименными электродами, введен регулирующий усилитель, вход которого соединен с выходом электрометрического усилителя, а BETT ход - с другими электродами диодов, причем коэффициент передачи регули- б0 рующего. усилителя выбран из усло вия достижения единичного1 произведения коэФфициентов передачи обоих усилителей, а верхняя граница era динамического диапазона установлена меньшей или равной границе элект- рометрического усилителя.

На чертеже, ана функциональная схема предложенного устройства дл защиты электрометрического усилителя от перегрузок.

Устройство содержит токоограничивающий резистор 1, включенный во входную цепь электрометрического усилителя 2, регулирующий усилитель 3, вход которого соединен с выходом усилителя 2, и два дио« да 4 и 5, подключенных встречнопараллельно между входом усилителя 2 и входом усилителя 3.

Устройство работает сйедующим образом.

B отсутствии сигнала к диодам 4 и 5 приложено нулевое смещающеенапряжение, т.е. они заперты. При подаче сигнала (как с переменной, так и с постоянной составляющей) происходит его усиление в электрометрическом усилителе 2, с выхода которого сигнал поступает для дальнейшей обработки (например, для преобразования в цифровой код), а также на вход регулирующего усилителя 3.

Иоскольку сквозной коэффициент передачи, определяемый произведением коэффициентов передачи злектрометрического усилителя 2 и регулирующего усилителя 3, равен единице, сигналы на электродах встречно-параллельно

Включенных диодов 4 и 5 совпадают по амлитуде и фазе, т.е. ни постоянная, ни переменная составляющйе тока сигнала через диоды 4 и 5 не протекают. Не происходит также шунтирования входного сопротивления электрометрического усилителя 2 как по постоянной составляющей за счет внутреннего сопротивления закрытых диодов 4 и 5 так и.по переменной составляющей за счет межэлектродных емкостей диодов 4 и 51 . Диоды 4 и 5 работают все время при нулевом смещающем напряжении. При этом отсутствуют характерные для известных устройств шумы обратносмещенного перехода одного Hs диодов.

При подаче сигнала, превышающего верхнюю границу динамического диапазона регулирующего усилителя 3, падение напряжении на. диодах 4 и 5 становится отличным от нуля, один из них (в зависимости от полярности входного сигнала) открывается, предотвращая перегрузку электрометрического усилителя 2.

Верхняя граница динамического диапазона регулирующего усилителя 3 устанавливается так, чтобы исключить перегрузку электрометрического .усилителя 3 как по входу,,так и по выходу, т.е. как уже отмечалось, меньшей, или равной верхней границе динамического диапазона электрометрического

Составитель Л. Морозов

Редактор H.Пушненкова Техред Ж.Кастелевич Корректор И.Марони

Заказ 9293/36, . Тираж 710 Подписйое

B8HHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 усилителя 2 и может легко регулироваться, например, при использовании в качестве регулирукицего усилителя 3 ограничителя с регулировкой уровня ограничения.

Резистор 1 служит для ограничения тока, протекающего через диоды 4.и 5, при перегрузке злектрометрического усилителя 2.

Таким образом, применение петли следящей положительной обратной связи позволяет исключить влияние защитного устройства на процесс измерения,и,как следствие,повысить точность электрометрического усилителя.