Операционный усилитель с периодической коррекцией нуля

 

ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ НУЛЯ, .содержащий два усилителя постоянного тока, два блока выборки-хранения, два балластных резистора, блок синхронизации , повторитель напряжений, резистивный делитель напряжений и шесть ключей, причем первые входы первого и второго усилителей постоянного тока через первьй и второй ключи соответственно подключены к входу операционного усилителя и через третий и четвертый ключи соответственно к шине нулевого потенциала , а выходы первого и второго усилителей постоянного тока через первый и второй блоки выборки-хранения соответственно соединены со своими вторыми входами и через первый и второй балластные резисторы . соответственно подключены кпервому и второму крайним выводам резистивного делителя напряжений, средний вывод которого через повторитель напряжений подключен к выходу операционного усилителя, первый и второй выводы резистивного делителя напряжений через пятый и шестой ключи соответственно соединены с шиной нулевого потенциала, а управляющие входы блоков выборки-хранения, первых четьфех и шестого ключей соединены с соответствукмдими выходами блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания, в него введены дополнительный резистивный делитель напряжений и дифференциальный усилитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом операционного усилителя и выходом первого усилителя постоянного , а выход подключен к одному из крайних вьгаодов дополнительного реэистивного делителя напряжений, другой крайний вывод которого соеди4i k нен с соответствующим выходом блока Ю синхронизации, а средний вывод подсл ключен к управляющему входу пятого ключа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ю О5

РЕСПУБЛИК (19) () 1),БАРЦ С 06 G 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 3652339/24-24 (22) 14.10.83 (46) 23.02.85. Бюл. Р 7 (72} М.В.Николин (53) 681.3 (088.8) (56) 1.Алексенко .А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых интегральных схем. М., "Радио и связь", 1981, с. 22.

2.Операционный усилитель двухканального типа. Техническое описание и инструкция по эксплуатации У 9420145-82 ТО (прототип) . (54) (57) ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С

ПЕРИОДИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ НУЛЯ,;содержащий два усилителя постоянного тока, два блока выборки-хранения, два балластных резистора, блок синхронизации, повторитель напряжений, реэистивный делитель напряжений и шесть ключей, причем первые входы первого и второго усилителей постоянного тока через первый и второй ключи соответственно подключены к входу операционного усилителя и через третий и четвертый ключи соответственно к шине нулевого потенциала, а выходы первого и второго усилителей постоянного тока через первый и второй блоки выборки-хранения соответственно соединены со своими вторыми входами и через первый н второй балластные резйсторы . соответственно подключены к первому и второму крайним выводам реэистивного делителя напряжений, средний вывод которого через повторитель напряжений подключен к выходу операционного усилителя, первый и второй выводы резистивного делителя напряжений через пятый и шестой ключи соответственно соединены с шиной нулеврго потенциала, а управляющие входы блоков выборки-хранения, первых четырех и шестого ключей соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания, в него введены дополнительный реэистивный делитель напряжений и диф4 еренциальный усилитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом операционного усилителя и выходом первого усилителя постоянного тока, а выход подключен к одному из крайних выводов дополнительного реэистивного делителя напряжений, другой крайний вывод которого соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, а средний вывод подключен к управляющему входу пятого ключа. соответственно соединены со своими вторыми входами и через первый и

-второй балластные резисторы соответственно подключены к первому и вто. рому крайним выводам резистивного делителя напряжений, средний вывод которого через повторитель напряжений подключен к выходу операционноro усилителя, первый и второй выводы реэистивного делителя напряжений через пятый и шестой ключи соответственно соединены с шиной нулевого

45 йотенцИала, а управлякщие входы блоков выборки-хранения первых четырех и шестого ключей соединены с соответствующими выходами генератора управляющих импульсов Я .

Его недостатком является узкая

50 полоса пропускания, что обусловлено неидеалЬностью ключей и генератора управляющих импульсов, при этом на выходе операционного усилителя в мо- 55 мент перехода усилителя постоянного тока иэ режима усиления в режим коррекции нуля в канале усиления воз1

1 1141

Изобретение относится к автомати» ке и вычислительной технике и может быть использовано в радиотехнических установках различного назначения, в частности в электроизмеритель- 5 ной технике.

Известен операционный усилитель с периодической коррекцией нуля, содержащий усилитель постоянного тока, устройство выборки-хранения, ключи, генератор управляющих импульсов и сглаживающий фильтр Г11.

его недостатком является низкое быстродействие, обусловленное наличием сглаживающего фильтра на выходе. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является операционный усилитель, содержащий два усилителя постоянного тока, два блока выборки-хранения, два балластных резистора, генератор управляющих импульсов, повторитель напряжений, резистивный делитель напряжений и шесть ключей, причем первые входы первого и второго усилителей постоянного тока через первый и второй ключи соответственно подключены к входу операционного усилителя и через третий и четвертый ключи соответственно к шине нулевого потенци30 ала, а выходы первого и второго усилителей постоянного тока через первый и второй блоки выборки-хранения

425 2 никают выбросы или провалы вьиодного напряжения, а наличие сглаживающего

RC-фильтра значительно сужает полосу пропускания операционного усилителя.

Цель изобретения — расширение полосы пропускания.

Поставленная цель достигается, тем, что в операционный усилитель с периодической коррекцией нуля, содержащий два усилителя постоянного тока, два блока выборки-хранения, два балластных резистора, блок синхронизации, повторитель напряжений, резистивный делитель напряжений и шесть ключей, причем первые входы первого и второго усилителей постоянного тока через первый и второй ключи соответственно подключены к входу операционного усилителя и че. рез третий и четвертый ключи соответственно к шине нулевого потенциала, а выходы первого и второго усилителей постоянного тока через первый и второй блоки выборки-хранения соответственно соединены со своими вторыми входами и через первый.и второй балластные резисторы соответственно подключены к первому и второму крайним выводам резистивного делителя напряжений, средний вывод которого через повторитель напряжений подключен к выходу операционного усилителя, первый и второй выводы резистивного делителя напряжений через пятый и шестой ключи соответственно соединены с шиной нулевого потенциала, а управляющие входы блоков выборки-хранения, первых четырех и шестого ключей соединены с соответствующими выходами блока син- . хронизации, введены дополнительный резистивный делитель иацряжений и дифференциальньй усилитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом операционного усилителя и выходом первого усилителя постоянного тока, а выход подключен к одному из крайних выводов дополнительного резистивного делителя напряжений, другой крайний, вывод которого соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, средний вывод подключен к управляющему входу пятого ключа. !

На фиг. 1 показана функциональная схема операционного усилителя

1141425 с периодической коррекцией нуля; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов.

Операционный усилитель с периодической коррекцией нуля содержит усилители 1 и 2 постоянного тока, ключи 3-6, блоки 7 И 8 выборки-хранения, балластные резисторы 9 и 10, резисторный делитель напряжений на резисторах 11 и 12, ключи 13 и 14, повторитель 15 напряжений, блок.16 синхронизации, выход !7, дифференциальный усилитель 18, дополнительный резистивный делитель напряжений на резисторах 19 и 20.

Операционный усилитель работает следующим образом.

Если усилитель 1 постоянного тока находится в режиме усиления вход.ного сигнала, а усилитель 2 постоянного тока в режиме коррекции нуля, входной сигнал через открытый ключ

3 поступает на вход усилителя 1 постоянного .тока, усиливается и через резисторы 9 и 11 подается на вход повторителя 15. Напряжение на вйходе повторителя 15, а следовательно, и .на выходе 17 операционного усилителя равно сумме выходных напряжений первого и второго усилителей постоянного тока и в данном случае равно.выходному напряжению усилителя 1 постоянного тока, так как выход усилителя 2 постоянного тока замкнут открытым ключом 14 на общую шину. Остальные ключи 4, 5 и 13 закрыты, а ключ 6 открыт (фиг. 2).

В момент времени с1 происходит медленное закрывание ключа 6 трапецеидальным импульсом генератора блока 16 синхронизации. Такое медленное закрывание (а также и открывание) ключей обеспечивается сравнительно большой длительностью фронта (|р) импульсов генератора импульсов, которая должна удовлетворять условию л . л <Рмм >

4 р мн минимальная длитель ность фронта импульсов блока синхронизации, при которой погрешность выходного напряжения операционного усилителя, вызванная проникновением фронта управляющего импульса в канал усиления входного сигнала, не превышает допустимого значения.

5 В интервале времени t — t от2 крывается ключ 4, и таким образом усилитель 2 постоянного тока также подключается к входному зажиму, а на его выходе появляется напряжение, l0 равное выходному напряжению усилителя 1 постоянного тока.

В интервале времени t — t npo 3 4 исходит открывание ключа 13 и закрывание ключа 14, т.е. выходное напря15 жение усилителя 2 постоянного тока в момент времени t4 подается на вход повторителя 15, а выходное напряжение усилителя 1 постоянного тока снимается открытым ключом 13.

20 Вследствие неидентичности стокзатворных характеристик ключей 13 и

14, а также неидеальности фронтов управляющих ключами импульсов в ин-.. тервале времени t- — t4 возможны вы25 бросы и провалы напряжения на выходе операционного усилителя при статическом сигнале на его входе.

Подбором сопротивлений резисторов

11, 12, 19 и 20 производится грубая

Зо подстройка величины суммарного напряжения на входе повторителя 15, а с помощью дифференциального усилителя

18 осуществляется его точная автома тическая подстройка.

З5 В интервалах t< — t H t< — t+ происходит закрывание ключа 3 и открывание ключа 5. Блок 7 выборки-. хранения переходит в режим выборки в интервале t< — t>. После этого в "

40 интервале ByeMeHH tt —,о усилитель

1 постоянного тока подключается к входному зажиму и входу повторителя

15, а усилитель 2 постоянного тока в интервале времени t> — t отключается от входного зажима и повторителя 15, входит в режим коррекции нуля, затем весь процесс повторяется сначала.

Технико-экономический эффект заключается в расширении полосы про пускания за счет введения дополнительного резистивного делителя напряжений и дифференциального усилителя, что позволяет улучшить динамические свойства прецизионных радиотехничес ких устройств.

1141425

114.1425

Составитель lO.Тараторин

Редактор Р.Цицика Техред Техред Л.Микеш Корректор Е.Сирохман

Заказ 497/37 - Тиржк 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35 Раушская наб ., д.4/5

Филиал ППП "Патент", гу кгород, ул.Проектная,4