Усилитель

 

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает повышение быстродействия и точности. Усилитель содержит усилитель-инвертор 1,. выполненный на операционном усилителе 2, входных резистрах (Р) 3 и 4 и Р 5 обратной связи, фильтр 6 верхних частот, выполненный на конденсаторе 7, резисторах 9 и 10, ключах 11- 13, буферный усилитель 14, выполненный на операционном усилителе 15 с цепью обратной связи, фильтр 16 нижних частот, выполненный на конденсаторе 17, Р 18 и 19 и ключах 20 н 21. В усилитель введены повторители 22- 24 напряжения, Р 4, сзгммирующие Р 25 и 26, дифференцирующая КС-цепь 27, инвертор 28, триггер 29, формирователь 30 импульсов сброса, генератор 31 тактовых импульсов, источник 32 напряжения, счетчик 33 и резистивная матрица 34. 1 ил. (Л со со 4; оо о: 5; 5 1Ф vJ ог 16

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

О А1 (19) (11) (д11 4 Н 03 Р 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3863446/24-09 (22) 04.03.85 (46) 30.08.87. Вюл. У 32 (71) Производственное объединение

"Краснодарский ЗИП" и Московский энергетический институт (72) В.И.Котельников, В.Н.Малиновский и А.М.Солошенко (53) 621.375.024(088.8) (56) Техническое описание электрокардиографа HP 4700А, фиг, 6-4, 6-5, листы 6-40, 6-42. (54) УСИЛИТ-ЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает повышение быстродействия и точности. Усилитель содержит усилитель-инвертор 1, выполненный на операционном усилителе 2, входных резистрах (Р) 3 и 4 и P 5 обратной связи, фильтр 6 верхних частот, выполненный на конденсаторе 7, резисторах 9 и 10, ключах 1113, буферный усилитель 14, выполненный на операционном усилителе 15 с цепью обратной связи, фильтр 16 нижних частот, выполненный на конденса-" торе 17, P 18 и 19 и ключах 20 и 21.

В усилитель введены повторители 2224 напряжения, P 4, суммирующие P 25 и 26, дифференцирующая RC-цепь 27, инвертор 28, триггер 29, формирователь 30 импульсов сброса, генератор

31 тактовых импульсов, источник 32 напряжения, счетчик 33 и резистивная матрица 34. 1 ил.

1

1

133

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве дифференциального усилителя сигналов и инфраниэких частот.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя.

Усилитель содержит усилитель-ин.— вертор 1, выполненный на первом операционном усилителе 2, первом и втором входных резисторах 3 и 4 и резисторе 5 обратной связи, фильтр 6 верхнжс частот, выполненный на первом . конденсаторе 7, первом, втором, третьем резисторах 8 — tO первом, втором, третьем ключах 11-13, буферный усилитель 14, выполненный на втором операционном усилителе 15 с цепью обратной связи, фильтр 16 нижних частот выполненный на втором конденсаторе 17 четвертом и пятом резисторах 18 и 19, четвертом и пятом ключах 20 и 21, атервый, второй и третий повторители

22-24 напряжения, первый и второй суммирующие резисторы 25 и 26, дифференцирующую КС-цепь 27, инвертор 28, триггер 29, формирователь 30 импульсов сброса, генератор 31 тактовых импульсов, источник 32 напряжения, счетчик 33 и резистивную матрицу 34.

Усилитель работает следующим образом.

На входы усилителя подаются напряжения О, и Б, разность которых необходимо усилить в полосе частот от до f . При помощи первого, второго и третьего повторителей 22-24 напряжения, первого и второго суммирующих резисторов 25 и 26 и усилителяинвертора 1 на выходе третьего повто-. рителя 24 напряжения образуется разность напряжений 46=+01 — (+U ) . Для отделения постоянной составляющей от усиливаемого сигнала включен первый конденсатор 7, которь" является конденсатором фильтра 6 верхних частот.

Для изменения постоянной времени фильтра 6 верхних частот служат первый, второй и третий резисторы 8-10, первый и второй ключи 11 и 12.

Для уменьшения времени переходных процессов от заряда первого конденсатора 7 и получения необходимой верхней полосы частот требуется, чтобы

4360 2 постоянная времени фильтра 6 верхних частот была большой, а время заряда первого конденсатора. 7 — малым. Для уменьшения времени заряда первого конденсатора 7, а также для уменьшения влияния em утечек и абсорбции осуществляется операция успокоения схемы фильтра 6 верхних частот, которая заключается в следующем. Через второй ключ 12 к первому конденсатору 7 подключается третий резистор

10, который позволяет достаточно быстро его зарядить. При этом для исключения влияния абсорбции на выходной сигнал сначала замыкаются третий и четвертый ключи 13 и 20 синхронно с поступлением импульса с формирова-, теля 30 импульсов сброса на входы начальной установки триггера 29 и счетчика 33.

Счетчик 33 сбрасывается в нулевое состояние и на инвертирующнй вход первого операционного усилителя 2 через второй входной резистор 4 поступает отрицательный ток от источника 32 напряжения. Этот ток по величине заведомо превышает возможный положительный ток, поступающий через первый входной резистор 3 с выхода первого повторителя 22 напряжения.

В результате на выходе усилителя-инвертора 1 будет максимальное положительное напряжение, которое переводит второй операционный усилитель 15 в нелинейный режим с максимальным положительным напряжением на выходе. Положительный скачок напряжения через днфференцирующую RC-цепь 27 и инвертор 28 поступает на установочный вход триггера 29, но не меняет его выходного напряжения.

Одновременно под действием поступающих на счетный вход счетчика 33 импульсов генератора 31 тактовых импульсов на выходах счетчика 33 набирается двоичный код, соответствующий возрастающему значению напряжения, которое через резисторы резнстивной матрицы 34 увеличивает положительный ток, поступающий на инвертирующий вход первого операционного усилителя 2. В какой-то момент времени напряжение на выходе первого операционного усилителя 2, а следовательно, на выходе второго операционного усилителя 15 скачком изменяется на отрицательное.

3 13343

Отрицательный перепад напряжения с помощью дифференцирующей RC-цепи 27 и инвертора 28 превращается в положительный импульс, который воздейст5 вует на установочный вход триггера 29. Последний своим изменившимся выходным напряжением останавливает работу счетчика 33. После этого третий ключ

13 размыкается, а второй ключ 12 за- 1р мыкается. Первый конденсатор 7 быстро заряжается до напряжения, не превышающего одного шага квантования.

По,истечении времени заряда первого конденсатора 7 второй и четвертый ключи 12 и 20 размыкаются и на выходе усилителя начинает действовать напряжение, соответствующее разности входных напряжений. Пятый ключ 21 служит для переключения частоты среза 2р фильтра 16 нижних частот.

Таким образом, в предлагаемом усилителе при большой постоянной времени фильтра 6 верхних частот существенно уменьшается время переходных 25 процессов, а также исключается влияние паразитных параметров первого конденсатора 7 на качество усиливаемого сигнала.

Формула изобретения

Усилитель, содержащий усилительинвертор, выполненный на первом операционном усилителе, первом входном резисторе и резисторе обратной связи, фильтр верхних частот, выполненный на первом конденсаторе, первом, втором и третьем резисторах, первом, втором и третьем ключах, буферный усилитель, выполненный на втором операционном усилителе с цепью обратной связи, и фильтр нижних частот, выполненный на втором конденсаторе, четвертом и пятом резисторах, четвертом и пятом ключах, причем первая обкладка второго конденсатора соединена с общей шиной, вторая обкладка через четвер.тый резистор подключена к выходу буферного усилителя, к входу которого подключены первые выводы первого, второго и третьего резисторов и первая обкладка первого конденсатора, вторые выводы второго и третьего ре60

4 несторов соответственно черен пррвыи и второй ключи соединены с вторым выводом первого резистора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения быстродействия и точности, введены первый, второй и третий повторители напряжения, второй входной резистор, первый и второй суммирующие резисторы, дифференцирующая КС-цепь, инвертор, триггер, формирователь импульсов сброса, генератор тактовых импульсов, источник напряжения, счетчик и резистивная матрица, при этом входы первого и второго повторителей напряжения являются входами усилителя, выход первого повторителя напряжения соединен с входом усилителя-инвертора, между выходом которого и выходом второго повторителя напряжения включены последовательно соединенные первый и второй суммирующие резисторы, точка соединения которых через третий повторитель напряжения подключена к входу фильтра верхних частот, выход буферного усилителя через последовательно соединенные дифференцирующую RC-цепь и инвертор подключен к установочному входу триггера, выход которого соединен с входом блокировки счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, входы начальной установки триггера и счетчика соединены с выходом формирователя импульсов сброса, выходы счетчика соединены с первыми выводами соответствующих резисторов резистивной матрицы, вторые выводы которых объединены и подключены непосредственно к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через второй входной резистор — к источнику напряжения, между обкладками первого и второго конденсаторов включены соответственно третий и чет- вертый ключи, второй вывод первого резистора соединен с общей шиной, между второй обкладкой второго конденсатора и выходом буферного усилителя включены последовательно соединенные пятый резистор и пятый ключ, вторая обкладка второго конденсатора является выходом усилителя.

ВНИИПИ Заказ 3979/56

Произв.-полигр. пр-тие, г.

Тираж 901 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4