Усилительное устройство

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - повьшение надежности и точности путем уменьшения искажений. Устр-во содержит два усилителя 1 и 2, два аттенюатора 3 и 4 и пять сумматоров (С) 5-9, Устр-во работает в двух режимах: 1) в случае исправности всех блоков и 2) в случае возможных отказов блоков, В 1-м случае при усилении полезных сигналов все сигналы, порождаемые нестабильностями усилителей 1 и 2 и С 6 и 7, компенсируются и на выходе С 5 получают полезный усиленный в 2К раз информационный сигнал. Во 2-м случае устр-во также будет усиливать полезный сигнал с неизменным удвоенным коэффициентом усиления за.счет компенсации ложных сигналов. Цель достигается выполнением С 6 и 7 четырехвходовыми, а С 8 и 9 трехвходовыми. Даны схемы возможных реализ аций С 5-9. 3 ил. с со 4 4: 00 Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 Н 03 F 1/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t. (,.

" 4у р:„

«Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3985855/24-09 (22) 02.12.85 (46) 30 ° 05.87. Бюл. Р 20 (75) В.В.Арсеньев (53) 621.375.024(088.8) (56) Патент США Ф 4.480.229, кл. 330-84, 1984. (54) УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение надежности и точности путем уменьшения искажений. Устр-во содержит два усилителя 1 и 2, два аттенюатора 3 и 4 и пять сумматоров (С) 5-9.

Устр-во работает в двух режимах: 11

„„Я0„„1314437 A 1 в случае исправности всех блоков и

2) в случае возможных отказов блоков.

В 1-м случае при усилении полезных сигналов все сигналы, порождаемые нестабильностями усилителей 1 и 2 и

С 6 и 7, компенсируются и на выходе

С 5 получают полезный усиленный в

Ф .

2К раэ информационный сигнал. Во 2-м случае устр-во также будет усиливать полезный сигнал с неизменным удвоенным коэффициентом усиления за счет компенсации ложных сигналов. Цель достигается выполнением С 6 и 7 четырехвходовыми, а С 8 и 9 трехвходовыми. Даны схемы возможных реализаций С 5-9. 3 ил.

131443

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к усилителям.

Цель изобретения — повышение надежности и точности путем уменьшения искажений. 5

На фиг.l представлена структурная электрическая схема предложенного усилительного устройства; на фиг.2— структурная электрическая схема возможной реализации сумматоров; на 10 фиг.3 — выходная часть структурной электрической схемы возможного подключения, например, по току входов аттенюаторов к выходам усилителей и к входам выходного сумматора. 15

Усилительное устройство содержит первый и второй усилители 1 и 2, первый и второй аттенюаторы 3 и 4, выходной сумматор 5, первый, второй, третий и четвертый сумматоры 6,7,8 20 и 9, первая и вторая входные обмотки

10 и ll при выполнении выходного сумматора 5 в виде электромагнита (фиг.3), Усилительное устройство работает следующим образом.

Можно выделить два режима работы: в случае исправности всех блоков и в случае возможных отказов блоков (например, в случае перегорания одно- 30 го из блоков).

В случае исправности всех блоков усилительное устройство работает следующим образом.

Полезный входной информационный сигнал, проходя через тракт, содержащий первый сумматор 6, первый усилитель 1 и первый вход выходного сумматора 5, усиливается в К раз первым 40 усилителем l. В то же время, полезный информационный сигнал проходит и по тракту, содержащему второй сумматор 7, второй усилитель 2 и второй вход выходного сумматора 5, усилива- 45 ясь вторым усилителем 2 в К раз.

В выходном сумматоре 5 усиленные полезные сигналы обоих трактов складываются, от чего на выходе выходного сумматора 5 и всей системы получается полезный информационный сигнал, усиленный в 2 К раз относительно полезного сигнала .на входе усилительного устройства.

При усилении в тракте первого усилителя 1 (помимо полезного усиленного сигнала) возникает и ложный сигнал, порождаемый нестабильностями (погрешностями) первого усилителя l

7 2

Вследствие этого на выходе первого сумматора 6 образуется соответствующии сигнал ошибки, которыи, усиливаясь первым усилителем 1, компенсирует ложный сигнал нестабильностей первого усилителя 1.

При работе второго усилителя 2 в его тракте, помимо полезного усиленного сигнала, также возникает ложный сигнал от нестабильностей второго усилителя 2. Поэтому на выходе второго суммат ора 7 образуется соответствующий сигнал ошибки, который, усиливаясь вторым усилителем 2, компенсирует ложный сигнал нестабильностей второго усилителя 2.

При этом ложный сигнал от нестабильностей первого сумматора 6 и сигнал, поступающий на третий неинвертирующий вход первого сумматора 6, компенсируется в схеме с помощью сигнала ошибки, возникающего на выходе четвертого сумматора 9, а ложный сигнал от нестабильностей второго сумматора

7 и сигнал, поступающий на второй неинвертирующий вход второго сумматора 7, компенсируется с помощью сигнала ошибки, возникающего на выходе третьего сумматора 8.

Таким образом, при усилении полезных сигналов (в режиме исправных блоков) все сигналы, порождаемые нестабильностями (погрешностями) усилителей 1 и 2 и сумматоров 6 и 7, компенсируются (уничтожаются), а на выходе выходного сумматора 5 и всей системы получается полезный усиленный в 2К раз информационный сигнал.

Точность усилительного устройства определяется отношением абсолютной погрешности третьего сумматора 8 (или четвертого сумматора 9) к полезному сигналу, т.е. точность системы очень велика. Несмотря на наличие двух сумматоров 8 и 9, могущих дать дрейф, удвоение абсолютной погрешности (от двух сумматоров 8 и 9) компенсируется также удвоением усиления полезного сигнала, поэтому относительная погрешность системы (которая определяет точность системы, например, в процентах) не удваивается и остается малой. Увеличению точности системы способствует и то, что сумматоры вследствие того, что они только суммируют сигнал (с единичными коэффициентами), имеют очень малые погрешности, т.е. практически устранены пог3 1314437 4 решности от нестабильности, например, Кроме того, предлагаемое усиликоэффициентов усиления усилителей- тельное устройство способно работать . сумматоров. и при отказе двух и даже трех блоков

Таким образом, в режиме всех исп- в каждом из двух ее трактов. Если в равных блоков система обеспечивает 5 предлагаемой системе отказывают одноусиление полезного сигнала с коэффи- временно два сумматора 8 и 6, третий циентом 2К (коэффициентом усиления) сумматор 8 и первый усилитель 1, пери с большой точностью, не зависящей вый сумматор 6 и первый усилитель I от наиболее нестабильных усилителей или одновременно сумматоры 8 и 6 и

1 и 2. !0 первый усилитель 1, что маловероятно, Работа устройства в случае, если то система все равно не изменяет откажет хотя бы один из сумматоров свой стабильный удвоенный коэффици6,7,8 и 9. Это не приведет к отказу ент усиления и поддерживает высокую всей системы усилительного устройст- точность (в этих случаях работоспова, т,е. предлагаемая система по- 15 собность и точность системы обеспечипрежнему будет усиливать полезный ваются вторым трактом). сигнал с наизменным коэффициентом усиления (равным 2К, где К вЂ” число Высокая надежностьи точность системы обратное модулю коэффициента переда- обусловлены возможностью исключения чи аттенюатора) и с повышенной точ- 20 погрешности и отказа выходного сумманостью, не зависящей от нестабильнос- тора 5 или нагрузки (которые могут тей усилителей 1 и 2. Если, например, ставится в сильноточных цепях). откажет первый сумматор 6, то на вто- Если, например, появляется ложный рой усилитель 2 поступает удвоенный сигнал (или погрешность) от нестаполезный сигнал и общий коэффициент 25 бильности первого входа выходного усиления усилительного устройства не сумматора 5 или входной обмотки 10 изменяется, компенсация ложного сиг- нагрузки (суммирующей нагрузки), то нала второго усилителя 2 осуществля- ток в цепи указанной обмотки (от неется с помощью второго сумматора 7, стабильности) меняется, на укаэанное а компенсация ложного сигнала (или 30 ложное изменение сигнала (или тока) дрейфа нуля) первого усилителя 1 — с реагирует также и первый аттенюатор помощью четвертого сумматора 9, пос- 3, включенный последовательно с входредством которого также парируется ной обмоткой 10 (фиг.3), соответствуотказ первого сумматора 6. Если отка- ющий сигнал появляется на выходе пержет третий сумматор 8, то на второй 35 вого аттенюатора 3 и на выходе первоусилитель 2 также поступает удвоен- го сумматора 6. Указ анный сигнал ный полезный сигнал (вследствие нали- ошибки, проходя от первого сумматора чия второго неинвертирующего входа у 6 на первый усилитель 1, компенсирувторого сумматора 7) и общий коэффи- ет указанную погрешность входной обциент усиления системы также не изме- 40 мотки 10 (поступая на входную обмотняется, при этом компенсация ложного ку 10). Аналогично компенсируется и сигнала второго усилителя 2 осущест- ложный сигнал от нестабильности входвляется с помощью второго сумматора ной обмотки 11 (через указанную об7 который парирует отказ третьего мотку) . Помимо этого указанное вклюЭ сумматора 8, а первого усилителя 1 — 45 чение может также компенсировать и с помощью первого сумматора 6, ложный нестабильность входных цепей первого сигнал которого в свою очередь ком- и второго аттенюаторов 3 и 4, подклюпенсируется с помощью четвертого сум- чаемых в цепи обмоток 10 и Il. матора 9. Бо многом аналогично работает система и в случае отказа второпри отказах сильноточных цепей выхого и четвертого сумматора 7 и 9 дов усилителей 1 и 2 и суммирующей (так как система симметрична). нагрузки происходит следующим образом.

При этом система (как и прототип)

Так если перегорела сильноточная

Э при выходе из строя одного из усили- цепь входной обмотки 10, на выходе телей 1, 2 свой удвоенный коэффици- первого аттенюатора 3 появляется соент усиления и высокую точность не ответствующий сигнал, четвертый сумизменяет. матор 9 также обеспечивает соответст1314437

ВНИИПИ Заказ 2218/54 Тираж 902 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вующий сигнал, который, пройдя через второй сумматор 7 и второй усилитель

2, способствует компенсирующему повышению сигнала, подаваемого на оставшуюся целую входную обмотку 11.

При выходе из строя:.цепи входной обмотки 11 всю работу на себя берет тракт через,оставшуюся входную обмотку 10; Коэффициацт передачи и высокая точность при„"указанных отказах 10 даже суммирующей нагрузки не изменяются.

В предлагаемом устройстве первый и второй аттенюаторы 3 и 4 выполнены с инверсией по знаку коэффициента передачи; входы у сумматоров 6,7,8 и 9 неинвертирующие, что обеспечивает простоту и надежность конструкции.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 20

Усилительное устройство, содержащее первый и второй усилители, выходы которых подключены к соответствующим входам выходного сумматора, при этом вход первого усилителя непосредственно, а выход через первый аттенюатор соединены с первым неинвертирующим и первым инвертирующим входами первого сумматора соответственно, 30 вход второго усилителя непосредственно, а выход через второй аттенюатор соединены с первым неинвертирующим и первым инвертирующим входами второго сумматора соответственно, а также третий и четвертый сумматоры, первые неинвертирующие входы которых объединены и являются входом усилительного устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности путем уменьшения искажений, первый и второй сумматоры выполнены четырехвходовыми, а третий и четвертый — трехвходовыми, при этом вторые неинвертирующие входы первого и второго сумматоров объединены и соединены с первыми неинвертирующими вхоцами третьего и четвертого сумматоров, выходы которых подключены к третьим неинвертирующим входам первого и второго сумматоров соответственно, при этом выход третьего сумматора соединен с вторым неинвертирующим входом четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым неинвертирующим входом третьего сумматора, первый инвертирующий вход которого соединен с выходом второго аттенюатора и первым инвертирующим входом второго сумматора, а первый инвертирующий вход четвертого сумматора соединен с выходом первого аттенюатора и первым инвертирующим входом первого сумматора, причем выходы первого и второго сумматоров соединены с входами первого и второго усилителей соответственно.