Усилитель с гальванической развязкой

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона входных сигналов. Усилитель содержит входной операционный усилитель (ОУ) I, трансформатор 2, инвертирующий сумматор (НС) 3, выполненный на выходном ОУ 4, четыре однополупериодных выпрямителя (в) 5 и 6 одной полярности и 7и 8 другой полярности, два ключа 9 и 10, г-р- 11 импульсов, выполненный в виде несимметричного мультивибрато- . ра с инверсным выходом, три резистора 12, 13, и 14 и входную и выходную общие щины 15 и 16. Данная совокупность элементов обеспечивает усиление двухполярныХ сигналов. При этом нелинейность передаточной х-ки определяется неидентичностью диодов В .5-8, а стабильность коэф. усиления определяется стабильностью резисторов 12 и 13. Цель достигается введением ИСЗ, 85-8, ключа 10 и резистора 14. 1 ил. W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.„SU„„128556

А1 (5gy H03F 3 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (» ) 3897878/24-09 (22) )7.05.85 (46} 23.01.87.. Бюл. В 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) И.А. Бабанов, В.Г. Курочкин и Г.А. Липатов (53) 621.375.024(088.8) (56) Заявка Японии N 55-34603, кл. Н 03 Г 3/38, 1981.

Заявка Японии Ф 57-28966, кл .- Н 03 F 3/38, 1982. (54) УСИЛИТЕЛЬ С ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РА3ВЯЗКОЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— расширение динамического диапазона входных сигналов; Усилитель содержит входной операционный усилитель (ОУ) 1, трансформатор 2, инвертирующий сумматор (ИС) 3, выполненный на выходном

ОУ 4, четыре однополупериодных выпрямителя (В) 5 и 6 одной полярности и

7 .и 8 другой полярности, два ключа 9 и 10, r-р 11 импульсов, выполненный в виде несимметричного мультивибрато- . ра с инверсным выходом, три резистора 12, 13, и 14 и входную и выходную общие шины 15 и 16 Данная совокупность элементов обеспечивает усиление двухполярных сигналов. При этом пелинейность передаточной х-ки определяется нендентичностью диодов В 5-8, а стабильность коэф. усиления определяется стабильностью резисторов 12 и 13. Цель достигается введением ИС 3, В 5-8, ключа 10 и резистора 14. 1 ил, С

1285560

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве усилителя аналоговых сигналов постоянного тока с ослабленной чувствительностью к помехам общего вида.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона входных сигналов, На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя с гальванической развязкой. !

Предлагаемый усилитель содержит входной операционный усилитель 1, !5 трансформатор 2, инвертирующий сумматор 3, выполненный на выходном операционном усилителе 4, первый 5 и второй 6 однополупериодные выпрямители одной полярности и третий 7 и чет- 20 вертый 8 однополупериодные выпрямители другой полярности, первый 9 и второй 10 ключи, генератор 11 импуль-, сов, выполненный в виде несимметричного мультивибратора с инверсным выходом, первый 12, второй 13 и. третий 14 резисторы, входную 15 и выходную 16 общие шины.

Устройство работает следующим об" разом.

ЗО

Входной сигнал постоянного тока, например, отрицательной полярности проходит через первый резистор 12, вызывает на выходе входного опера- 5 ционного усилителя 1 появление положительного постоянного напряжения.

Это напряжение с помощью генератора 11 импульсов и первого 9 и второго 104ключей модулируется и превра-4п щается в обмотках трансформатора 2 в импульсное напряжение, имеющее положительную и отрицательную составляющие. Из-за того, что генератор 11 импульсов выполнен в виде несиммет- 45 ричного мультивибратора, амплитуды этих составляющих оказываются существенно различными, поэтому на выходах первого 5 и второго 6 однополупериодных выпрямителей образуется выпрям- ;О ленное напряжение положительной полярности, величина которого существенно превышает выпрямленное напряжение отрицательной полярности на выходах третьего 7 и четвертого 8 однополупериодных выпрямителей. В результате на выходе инвертирующего сумматора 3 появляется постоянное выходное напряжение отрицательной полярности.

Сигнал с выхода первого однополупериодного выпрямителя 5 является сигналом обратной связи для входного операционного усилителя l. Второй ключ !О выполняет роль восстановителя уровня — снижает величину обратного выброса напряжения, возникающего при размыкании первого ключа 9 в первичной обмотке трансформатора 2. Аналогично происходит работа при положительном входном сигнале. В этом случае на выходах третьего 7 и четвертого 8 однополупериодных выпрямителей образуется выпрямленное напряжение отрицательной полярности, величина которого существенно превышает выпрямленное напряжение положительной полярности на выходах первого 5 и второго 6 однополупериодных ,выпрямителей. В результате на выходе усилителя с гальванической развязкой образуется выходное напряжение положительной полярности.

Для того, чтобы коэффициент усиления усилителя с гальванической развязкой определялся отношением сопротивления первого 12 и второго 13 резисторов, необходимо, чтобы трансформатор 2 имел обмотки с равным числом витков и чтобы второй 13 и третий 14

|резисторы имели сопротивления, равные сопротивлениям соответствующих входов инвертирующего сумматора 3.

Предлагаемый усилитель с гальвайической развязкой обеспечивает усиление двухполярных сигналов, йри этом нелинейность передаточной характеристики определяется неидентичностью диодов однополупериодных вы прямителей, а стабильность коэффициента усиления — стабильностью резисторов

Формула изобретения

Усилитель с гальванической развязкой, содержащий входной операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен непосредственно с первым выводом первого резистора и через второй резистор с выходом первого однополупериодного выпрямителя одной полярности, общая точка которого соединена с входчой общей шиной, а вход которого присоединен непосредственно к первому выводу первичной обмотки трансформатора и через первый ключ — к выходу входного операционно1285560 4 вибратора с инверсным выходом, причем второй ключ подключен между первым и вторым выводами первичной обмотки трансформатора, входы третьего и четвертого однополупериодных выпрямителей подключены соответственно к входам первого и второго однополупериодных выпрямителей, выход третьего однополупериодного выпрямителя через третий резистор подключен к первому выводу первого резистора, выходы второго и четвертого однополупериодных выпрямителей соединены с входами инвертирующего сумматора, внход которого является выходом усилителя с гальванической развязкой, инверсный выход генератора импульсов

I подключен к управляющему входу второго ключа, общая точка третьего однополупериодного выпрямителя со динена с входной общей шиной, а общие точки инвертирующего сумматора и четвертого однополупериодного выпрямителя объединены и соединены с выходной общей шиной. го усилителя, неинвертирующий вход которого объединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора и подключен к входной общей шине, первый вывод вторичной обмотки трансфор- 5 матора соединен с входом второго однополупериодного выпрямителя той же полярности, что и первый, общая точка которого объединена с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора и подключена к выходной общей шине, выход генератора импульсов соединен с управляющим входам первого ключа, а второй вывод первого резистора является входом усилителя с гальвани15 ческой развязкой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения динамического диапазона входных сигналов, введены инвертирующий сумматор, выполненный на выходном операционном усилителе, третий и четвертый однополупериодные выпрямители другой полярности, второй ключ и третий резистор, а генератор импульсов.выпол25 нен в виде несимметричного мультиСоставитель В; Серов

Редактор А. Шишкина " Техред М.уопанич Корректор Н. Король

Заказ 7533/55 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4,