Измерительный усилитель
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ по авт. св. № 902212, о т л.и ч а ющ и и с я тем, что, с целью обеспечения усиления сигналов от двух последовательно согласно включенных незаземленных источников сигналов, в него введены повторитель напряжения , выполненный на третьемоперационном усилителе, вход которого является третьим входом измерительного усилителя, а выход подсоединен к другому крайнему отводу резистйвного делителя, первый дополнительный резистор , включенный между выходом nor вторителя напряжения и первым отводом резистйвного делителя, и второй дополнительный резистор, включенный между третьим отводом резистйвного делителя и общей шиной. сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 (51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
V2 (61) 902212 (21) 3641589/24-09 (22) 13.09.83 (46) 28.02.85. Бюл. № 8 (72) Н.И.Коровин (71) Специальное конструкторское бюро по приборостроению (53) 621.396 ° 662(088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР № 902212, кл. Н 03 G 3/30, 1979. (54) (57) ИЗИЕРИТЕЛЬНЫИ УСИЛИТЕЛЬ по авт. св. № 902212, о т л.и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения усиления сигналов от двух последовательно согласно включенных незаземленных источников сигналов, в него введены повторитель напряжения, выполненный на третьем опера- ционном усилителе, вход которого является третьим входом измерительного усилителя, а выход подсоединен к другому крайнему отводу резистивного делителя, первый дополнительный резистор, включенный между выходом по-. вторителя напряжения и первым отводом резистивного делителя, и второй дополнительный резистор, включенный между третьим отводом резистивного делителя и общей шиной.
1142885
Изобретение относится к радиотехI нике и может быть использовано как измерительный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, По основному авт.св.N 902212 известен измерительный усилитель, содержащий два операционных усилителя и подключенный параллельно выходу первого операционного усилителя резистивный делитель, первый и третий 10 отводы которого соединены с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей, выход второго операционного усилителя соединен со вторым отводом резистив- 15 ного делителя, к первому отводу резистивного делителя подключен одним выводом элемент с регулируемым сопротивлением, при этом неинвертирующие входы операционных усилителей являют-20 ся входами измерительного усилителя, резистивный делитель снабжен дополнительным отводом, расположенным между вторым и третьим отводами резистивного делителя, при. этом другой вывод 25 элемента с регулируемым сопротивлением подключен к дополнительному отводу резистивного делителя f1) .
Однако известный измерительный усилитель не может обеспечить усиле- 30 ние сигналов от двух последовательно согласно включенных незаземленных источников сигналов., Цель изобретения — обеспечение усиления сигналов от двух последова- З5 .тельно согласно включенных незаземленных источников аигналов.
Поставленная цель достигается тем, что в измерительный- усилитель, содержащий два операционных усилителя и подключенный параллельно выходу первого операционного усилителя ризистивной делитель, первый и третий отводы которого соединены с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей., выход второго операционного усилителя соединен с. вторым отводом резистивного .целителя, к первому отводу резистивного делителя подклю- 50 чен одним выводом элемент с .регулируемым сопротивлением, при этом неинвертирующие входы операционных усилителей являются входами измерительного усилителя., резистивный делитель 55, снабжен дополнительным отводом, расположенным между вторым и третьим отводами резистивного делителя, при этом другой вывод элемента с регулируемым сопротивлением подключен к дополнительному отводу резистивного делителя, введены повторитель напряжения, выполненный на. третьем операционном усилителе, вход которого является третьим входом измерительного усилителя, а выход подсоединен к другому крайнему отводу резистивного делителя, первый дополнительный резистор, включенный между выходом повторителя напряжения и первым отводом резистивного делителя, и второй дополнительный резистор, включенный между третьим отводом резистивного делителя и общей шиной.
На чертеже приведена принципиальная электрическая схема измерительного усилителя.
Измерительный усилитель содержит операционные усилители 1 и 2, резистивный делитель, выполненный в виде резисторов 3 — 7, элемент 8 с регулируемым сопротивлением, повторитель напряжения 9 на третьем операционном усилителе, первый и второй дополнительные резисторы 10 и 1.1 со- ответственно. К первому, второму и третьему входам измерительного усилителя приложены относительно общей шины напряжения соответственно U1, Ug, U, между первым и вторым входами действует напряжение U<, между вторым и третьим входами — Ug. Выходное напряжение Uz измерительного усилителя приложено между выходной клеммой и общей шиной.
Устройство работает следующим образом.
Поступающие на его входы сигналы
U< Ug Uq (и производные сигналы
U4, Ug) усиливаются по принципу суперпозиции усилителями на операционных усилителях 1 и 2, при этом соответствующие сигналы подвергаются последовательному усилению обоими упомянутыми усилителями. Коэффициент усиления совокупности сигналов устанавливается элементом с регулируемым сопротивлением 8. В выходном напряжении U> присутствует в виде составляющей каждый усиленный сигнал. Примем номинальную величину сопротивления каждсго из резисторов 3, 4, 6, 7 и 10, равной R, каждого из резисторов 5, 11 — 2R, элемента 8 - r.
1142885
ul (ß аьва ааьиаьUebbbb "аиь „ь21 (Оаь Ue) b
Ь (3R
U„,„U 3 г +Z (U4 "Д (1) Составитель С.Даниэлян
Редактор FI.Горват Техред O.Âàùèøèíà Корректор М.Максимишинец
Заказ 749/44 Тираж 872, Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал IIIUI "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
Общее обозначение каждого из резисторов составим из буквы R и индекса, соответствующего номеру резистора на чертеже. Сопротивления эквивалентных резисторов, полученных 5 в результате преобразования треугольника сопротивлений 4, 5 и 8 в звезду, обозначим соответственно через R 58, R 48, R 45, где для каждого из резисторов цифры составлены иэ номеров, примыкающих к вершине резисторов. Напряжение на отводах резистивного делителя обозначим буквой U с цифрами, соответствующими номерам .примыкающих к отводу резисторов. Меж- 15 ду.входами каждого из операционных усилителей напряжение равно нулю благодаря действию отрицательной обратной связи. При расчете учтем, что напряжение на резистивном делите- 20 ле, состоящем из резисторов 3-7, равно
Напряжение, приложенное к первому дополнительному резистору 10, равно
U4+U5, при этом составляющая выходного напряжения, определяемая первым дополнительным резистором 10, равна (2)
u8,"baal,= Д (4 "-3 " "4 6 о
Напряжение, приложенное ко второму дополни ельному резистору 11, равно
U +265, при этом составляющая. выход1 ного напряжения, определяемая вторым З5 дополнительным резистором 11 равна а г88
U = - — — (II,. г О.,1=- — — (U г О,1 = г 3 g g 3
48 а 4 =-(u,+ы,>. (q) 40
Общий выходной сигнал устройства на основании принципа суперпозиции с учетом соотношений (1), (2), (3) равен:
b "e*l0eb"el ("eb»el= (ььь)ьаа-ыа1. (4) (Ц
Последнее соотношение (4) свидетельствует о том, что устройство инвариантно к сигналу U3 на третьем (опорном) входе. Сигнал 03 является синфазным и подавляется, что и позволяет усиливать сигналы U4, U5 двух последовательно согласно включенных источников-(ни один из которых не связан с общей шиной) на фоне подавляемого синфазного сигнала П3.
Далее производим замену входных сигналов в (4) следующим образом
4 1 2
5 2 (5)
Поставив (5), (6) в (4), получим
USbIx 3(- +1) (U1-2U2-U5) (7) R
Уравнение (7) свидетельствует об усилении всех трех входных сигналов, приложенных к трем входам усилителя относительно общей шины при наличии общей регулировки элементом с регулируемым сопротивлением 8, при этом в предложенном устройстве по третьему входу обеспечиваем постоянное отношение коэффициентов усиления по этому входу и по любому из двух дру гих входов. Это обеспечивает расширение функциональных возможностей измерительного усилителя.
