Дифференциальный усилитель

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - снижение аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности преобразования. Дифференциальный усилитель содержит усилитель 1, состоящий из операционных усилителей (ОУ) 2 и 3 и резисторов 4-8, усилитель 9, демодулятор 10, состоящий из усилителя 11 переменного тока, демодулирующего эл-та 12, пропорционально-интегрирующего регулятора 13 и регулирующего элемента 14, а также управляемые переключатели 15-17 и генератор 18. Разность входных напряжений V<SB POS="POST">1</SB> и V<SB POS="POST">2</SB> усиливается ОУ 2 и 3. Полученное их выходное напряжение V<SB POS="POST">B</SB> и напряжения V<SB POS="POST">1</SB> и V<SB POS="POST">2</SB> поступают через переключатели 15-17 на усилитель 9, который выделяет погрешность преобразования ОУ 2 и 3, поступающую через демодулятор 10 на ОУ 3. В результате аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности преобразования полностью компенсируются. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„1497716 (5Т)4 Н 03 F 3 45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

QiO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4351680/24-09 (22) 28.12.87 (46) 30.07.89. Бюл. Ф 28 (71) Московское научно-производственное объединение "Измеритель" (72) P.М.Фельдберг (53) 621.375.024 (088.8) (56) Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.

Л.: Энергия, 1980, 5, рис.3.12 а, (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения снижение аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности преобразования. Дифференциальный усилитель содержит усилитель 1, состоящий из операционных усилителей (ОУ) 2 и 3 и резисторов 4-8, усилитель 9, демодулятор 10, состоящий из усилителя

1497716

11 переменного тока, демодулирующего эл-та 12, пропорционально-интегрирующего регулятора 13 и регулирующего элемента 14, а также управляемые переключатели 15-17 и генератор 18.

Разность входных напряжений U u U усиливается ОУ 2 и 3. Полученное их выходное напряжение U y и напряжения

U < и U поступают через переключатели 15-17 на усилитель 9, который выделяет погрешность преобразования

ОУ 2 и 3, поступающую через демодулятор 10 на ОУ 3. В результате аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности преобразования полностью компенсируются. 1 ил. ного тока, демодулирующем элементе

12, пропорционально-интегрирующем р "-! гуляторе 13 и регулируемом элементе

14, первый — третий управляемые переключатели 15-17 и генератор 18.

Дифференциальный усилитель рабо- 40 тает r.ëåäóþùèì образом,, Разность входных напряжений U, и

U усиливается первым 2 и вторым 3 ойерационными усилителями, выходное напряжение которых с учетом мульти- 45 пликативной d и аддитивной составляющих погрешности преобразования равно (Цг " )K d + K1 +"Р KР (1) 50

U в где U< выходной сигнал пропорционально-интегрирующего регулятора 13, суммарный коэффициент пеРе-55 дачи регулируемого элемента

14 и второго операционного. усилителя 3 по управляющему входу, K) Изобретение относится к измериельной технике и может быть использовано в вольтметрах постоянного тока, преобразователях сигналов тензорезисторных датчиков и для решения других измерительных задач, требующих усиления напряжения постоянного 20 тока низкого уровня.

Цель изобретения — снижение мультипликативной и аддитивной составляющих погрешности преобразования.

На чертеже представлена структур- 25 ная схема дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель содержит первый усилитель 1, выполненный на первом 2 и втором 3 операционных 30 усилителя и первом, втором, третьем, четвертом и пятом резисторах 4 — 8, второй усилитель 9, демодулятор 10, выполненный на усилителе 11 переменПр "в (01 1)К1х 3 где К вЂ” суммарный коэффициент передачи усилителя 11, демодулирующего .. емента 12 и пропорционально-интегрирующего регулятора 13.

Подставив (2) в (1) после незначительных преобразований при условии, что К К и КрК, получим сс (3) Пв (т 1) 1

Из сопоставления выражений (1), (2) и (3) следует, что составляющие погрешности Iâ d полностью скомпенсированы, благодаря этому значительно уменьшена погрешность преобразования.

Предполагаемое изобретение позволяет обеспечить повышение точности преобразования измерительных усилителей напряжения низкого уровня.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства прежде всего определяется существенным уменьшением погрешности в широком диапазоне частот и возможностью выполнения устройства в виде интегральной схемы. По результатам экспериментальных исследований аддитивная погрешность составляет 0,05 мкВ/ С, о

К вЂ” коэффициент передачи первоf,1 го 2 и второго 3 операционных усилителей, Сигналы U,U и U поступают на входы второго усилителя 9 и через управляемые переключатели 15-17, которые управляются генератором 18, выделяется погрешность преобразования первого 2 и вчорого 3 операционных усилителей. Выходной сигнал усилителя 9 после прохожден.ля усилителя 11, демодулирующего элемента 12, пропорционально-интегрирующего регулятора

13 имеет вид:

Формула изобретения

Составитель Ю.Рогаткин

Редактор M.Ïåòðoâà Техред п.Олийнык Корректор M.Максимишинец

Заказ 4455/54 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 149 мультипликативная — 0,001Х С и среднеквадратическое отклонение случайной составляющей в диапазоне частот от 0 до 1000 кГц — менее 1 мкВ.

Применение данного устройства позволяет повысить качество исследований прочностных свойств материалов и конструкций.

Дифференциальный усилитель, содержащий первый усилитель, выполненный на первом и втором операционных усилителях, неинвертирующие входы которых являются входом устройства, а выхо.-, второго операционного усилителя — его выходом, и первом, втором, третьем, четвертом и пятом резисторах, причем первый вывод первого резистора является дополнительным входом первого усилителя и соединен с общей шиной, а его второй вывод — с инвертирующим входом первого операционного усилителя, между инвертирующим входом и выходом которого включен второй резистор, третий резистор включен между выходом первого операционного усилителя и инвертирующим входом второго операционного усилителя, между инвертирующим входом и выходом которого включен четвертый

7716

6 резистор, пятый резистор включен между инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения аддитивной и.мультипликативной составляющих погрешности, второй операционный усилитель выполнен с управляющим входом, введены второй усилитель, идентичный первому, первый, второй и третий управляемые переключатели, первые входы которых соединены с общей гиной, вторые входы — с выходом второго операционного усилйтеля первого усилителя и неинвертирующими входами первого и второго операционных усилителей первого усилителя соответственно, а выходы— с дополнительным входом второго ycugp лителя и неинвертирующими входами первого и второго операционных усилителей второго усилителя соответственно, генератор с противофазными выходами, которые соединены с входом управления первого управляемого переключателя и объединенными входами управления второго и третьего управляемых переключателей соответственно, а между выходом второго операционно3р го усилителя второго усилителя и управляющим входом второго операционного усилителя первого усилителя введен демодулятор.