Устройство усиления с коррекцией дрейфа нуля

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 1)5 Н 03 Е 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГХНТ СССР

К ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696478/09 (22) 24.05.89 (46) 07.03,91. Бюл ° N" 9 (71) Киевский поп технический институт им. 50-летия Великой

Октябрьской с циапистпческ и революции (72) Ф.В.Лксенов (53) 621,375.024 (088.8) (56) Патент Япо сии Y 61- 38883, кл. Н 03 F 3/34, 1986, (54) УСТРОЙСТВО УСИ. 1Е11И51 С КО1 1 ЕКЦИЕЙ ДРЕЙфл 11УПЯ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике, Цель изобретения — умепьпенис гогрешности компенсации дрейфа нуля, Устройство содержит ключи 1, 2 и 4, усилитель 3 постоянного тока, интегрирующий усилитель 5, выполненный на резисторе 6, конденсаторе 7 и операционном усилителе 8, аналоговый

ÄÄSUÄÄ 1633482 А1

2 запоминающий блок 9, аттенюатор 10, эл-т НЕ 1 I блок 12 управляемой задержки эл-т И 13 и г-р 14 управляющего напряжения, Устройство усиления имеет два режима работы: накопление дрейфа нуля усилителя 3 и усиление входного сигнала, В оба режима устройство усиления переводится циклически сигналом с выхода r-pa 14. Отработка дрейфа нуля усилителя 3 выполняется по экспопенциальному закону, причем акоппспше и компенсация производятся в два этапа: формирование - накопление и плавная коррекция погрешности накопления дрейфа в течение заданного времени. Введение аттенюатора 10 позволяет ус.иличивать полезное напряжение усилителя 5, вследствие чего влияние адцитивной и динамической мультипликативной погрешноати усиФ лителя 5 (а также блока 9) на .точность компенсации дрейфа нуля усилителя 3 существенно уменьшается, l ил, 1()33482

20

5t = -- j Ри,ttidt, 1

RC 0

)»с) i о нап?) »же»!Г» ° (3) 30

Аи,, )5

Изобретение >тиос!! гc» к ш)формационно-измерительнои технике и может бьс. ь использовано в приборах различного назна !ени» при ус!!»енин посто»нных и низкочастотных сигtf»Jlo», Цель изобретения — умен! пение 1!огрегл(ости комгенсации дрейф)1 нуля, 1а чертеже представ.!сна структурная электрическая схема устр >йства

yCIIJ!Ctttt» С КОРРЕКЦИ )й; Рсй!)),а НУЛЯ, Устройство усиления с коррекцией дрейф» нуля содержит первый н второй ключи 1 и 2, у! илитель .) I!OC гоянного тока, третий ключ 4, )штегрирующий усилитель 5, н f?IO)IIICHEU, и на резисторе с), конденсаторе 7, o?I(рапиоцном у ПtfiT) !Е 0, .!);!. f "0:;!Л: З,t,i ИН;П;щ)пй б и» 9, аттешна гор 10, )пемент H1.

11, блок 12 у !р» )с))!емс и задержки, sJIcweII l 11 13, Iс.,,ft p.:тор 14 управл»)нУстройство работает следующим образоМ, Устройство уси!!ени» имеет два режима работы: накопление дрейфа нуля ус!!л!иге»я постоянно)о тока и усиление входного сигнапа, В Оба реж)гма усилит .ль переводи!с» цикли (ески сигнале,) с иер ого !Jf fxu!I,;a гс.нера тор:) 1!с, (1 1>ежим накош)ени» дрейфа ну !я

УСИ>!IIТЕ.?!Ь.:!)>Е уС РОIIС Ессо ПСРЕНОДИТГ Я

Еулевым уровнем сигна>)а на перном

)) ыхОде Ге!1еptITopi! 1 -t; 1(рlt э том 1!i! р

В)!1! КЛЮЧ 1 ра3МЬ».ас ТC? а ?«01,. Й ключ 2 зам! !).Coтc», . следстнзие че) 0 на вход у 1!>штел» 3 ilc)cтупает ноль.

11t» Выходе усиJ!Iiтс .)1» .1 имс. et! 11 !lfpяжсние дрейфа ну>t)i во з пикше(. эа время 1!ахожд- ни» ус. лител» !i режиме усиления

d>U, () =- 8U — AU,,, (1) 1 д(g U собст)3е нное сt еп!с )!и! !!VJI!!

УСИЛИТЕЛЯ 3 ПИС 1!))!!)?! С) ТОК, (6с с !сс, !);е iс; j! f ) наl!)>»)ж !1!)!-" см(c!i)i. i itv i.t1, ))»КО!ПН Ш!ОЕ и С),с))1:)ЕНСИрС)—

Bi!!i!) .)с i а ) срс !) )с) у!))Ис! сПIК )

fi )р(с кц!и! ",1:ей!ф»

Напр»жение дрейфа !!Уля, Опр- пел»е50

t toe формулой (1) ) пос.гуп,) с. т черс") тРетий ключ 4 на 1)хо)с )инте ГРИРУк Щ(.1 0 усилителя 3 где и Hcitап>!I!!iае T ft

Лналогоный э ало?!И)зак))1!?и! 6; Ок 9 устанавливается 13 режим Гпе) е!!и» сигналом с элеме)п а И 1 3, (!01 с r ê»ÿ единица »r» выходе эле.t(.»та !1 !3 появл»ется че()с з вр(см;. L (z !(Есле

VC Та!!О?) КИ 1!". :1)! На fft Рl).; с )3t li OДЕ ГC l!i Р 3 гора 14, определяемое блоком 12.

1)слецствие этогос включение интегри" ру!ощего усил!(тел» 5 в обратную связь усилигеля 3 происходит с задержкой, p»H!IОй (- 12 „(паче lп1с (.,12 уc 1 ÉH»ÂJIH вается равш»м постоя»ион нремени интс ) pfti)c)13 ".Иия 11(tIH Об1)атнОЙ связи (2. Кз()е 3 "Х > (2)

Где R и à — сопрагинле:!ие и емкость рс»Н тора 6 !1 коцд »с»тора 7 соответственно;

К - коэффициент деления

<о аттенюатора 10;

К з — коэффициент усиления усилите»» 3.

3а время Г gg ?!Осле снятия сигнала с. Ге?!ера- ора 14 и))те) рир>.ющий усил :! гель 5 про)!з?)одит »инеи ное накои-!

10:)ИЕ ДРЕйфа НУЛ» УС! гл)тЕЛЯ с. (2

Р" 1.,Да itpH VC?IOf!ftit с) ).(i (t) = C01>»t: с учетом coo THoti!eHH» (2) получаем

= ItU (t) К!о К> (4)

Гаким образом, дрейф нуля усилителя > ско?!пенсирован.

0 истечением нремени t I< после

yc? i! IIoI3tcIt нуля на перном выходе генератора 1) а»ало?Оный запоминающий

6) ac)к 9 переходит на слежение (пря.",>с: п(;Охожденне сигнала) > вследстчегo интегрирующий усилитеJIb 5

P!CJf С)с.аетСЯ В ОбРатНУЮ СВЯЗЬ УСИЛИТЕля 3. Такое вк>1)рчение инте гр атора

;и! :3)огич?!о включению на вход усилиГЕ !» 3 днффЕрЕНИИру)«))1Е)с RC-ЦЕПОЧКИ с постоянной времени с -. Это выполн»ется для отработки остатка нескомпенсированного дрейфа нуля

УСИ. !!! TÅË» 3, ВОЗНИКШЕГ() ИЗ- а ПО!

)))с)гти t?!0»f . 1!И» равенстна (2) .

i! i!!:с эта Отр: ботка дрс.йфа ны):Ол;I)ICТС» Iti ПО ЛИ»СИНС МУ, а )О ЭКс ПО)!сэ)fffif !»Bffo fv эа) )Ily, Таким c)ri() 3 )Ом„ накоп;ietf!Ie !1 ко.и:енсация дрейфа

iiVJt5I усилителя 3 «ыполн»етс» н цна этапа: формирование — It»!co!!Jleftztv

13 течение времени г tg и плавна» коррекци» ногрешности )Iat(o»>te»zt» дрей,А фа в тече)ше нрс меH! и.. при этом р1 и = 1и (с /| ) (5)

ГД С 2I Л ПО Г i> Е с)Н 0 С i Ь В Li!?i 0> Н C:- НИ Ч равенства (2);, Опускаемая и )грешнос гь о ком?10)!сади!! J!p(!Éô».

Д7}3 t!ofi}«7П к мие}(с (3! tit;I (Р(."}ф;3

НУ;(}! СИГИЛП }fd П )JI3Ot! }3}I:::(ijti i-IIE р.."тпра 14 дплже}! уст а(<и;!)37 ьг

Н >Л i ll(3 В РС 1ß (1 -I 1и (,„",„ /1 ) ) ) . (< )

<}<}}(РС! V;Il,)JO ВК;! . 3! I ". ;! }Ill>l 1, !5 и р с дл а г а t f <,,f у . <, ) o I (. I i

С <ПГС P O H I! I

Уменьше<и(с Е fg (}р(:«(> (! }С,< .:(.(}еЛ

}(HI() « П ГЛАС t ригу:< (;, .};к:.i ... и 3,)

<3е<>бх<)3(} < Йхpti

1}

При ус . ТII IIO}3} JI(> ! 3 (е !;

2 р}33>ык < f, я, }. -,=;,, -,! .» <

УCHJIHÒС .>(и > IIOD ii iii(1C-, < -,",O; II >;,;) сигна:ty, тр(тии,. л)п в;:од инте г),иру}(>(; I <) у(! I I с il! llп

1<333482 6 дрейфа i!y.(я у.илителя 3 существенно

УП C II LLI Л Р 1 С (, Ис}(с)3(ьз(3ва}(ие в предлагаемом устройстве ус((ления регулировки значе }ия с, путем изменения коэффициент:3 >(елс)}(и>3 аттепюатора 10 позволяет

:}-::е}(я Гь ."-п(}(имальную длительность

-!ft>, -...:7} nt7J}eItH>t дреифа t при эаk

;;3}<}П.}Х З}(а)(Е}:}}ЯХ ) л И С . ЭТО ДаЕт

«)П3 >ПжипСТ< НЕЗ:-.:ИСИМО О КОНКРЕТНОиримеие(и я уст)» йства усиления

)}е:(учить требуемое значение погреш}:.. <-Ти } (3 !lie}t(.7iiifii дрейфа нуля

) ро(!е того, подача компенсирующ« о напря,.,ения }(а вход усилителя 3

}:озвпляет устра} ить перегрузку всех к;!«:;3 <о)Б (. lift(. IIIi<3, ч I О даеч вОзмОж

<к с ть иcI}L<.(ь()овать при реализации

10 i < и (итГJI}t 3 ка(к !ды ус}!ления со ЭHB

, . а!(а;(О} ()Iii il: э 7<:и !Пп "<

6 ((<к 9 I iе I (ilo<}}t Г .. р(:!.3}(1 .. p:

)!PИ Э ТП. 1 }! Пlf P }!)} С }I I IL }! (3 }<ЫХ< :I(С: 1 ТЕ

>33<)атopil 0 рпвип при}3,;; ппп .1;

В .<)ду }(а(li)я ((еиию с t((II. (I!Ii J !(Ii)< l e ля 3. IfxojIft

Е g рпз, без иск а e! I}III ili ступ!с Г па

П } .(Х П! I, >

П(3 С );;. .р;}:Ittctt»I(> с ((-)вс (г! }}} !.! (})>е}(<}а} а(Моe yC !i

6 у (7 . I С } Ь! I V7i „i . (и Г r . J I i I i <, Г: LI I I i, < i!:J—

fr oIIJ It» }(ПЯ (i(!i )><3 i)i I

Г = с.» (1П (1/,! !1) -- ), (7 i фо()мУ.)

/t с = 3(, F

cT!:(. iii3II) >!)кс)!Ilir..,))(. }(!)-}, !,l мо(. iiøòc(р(:т<)р(>)1, !):и! 5}., }(; у: .. !< к пнейфУ У(.и:(итсfl;I, IIP:II! t Jt ..i., сг(<<ходу, I, е ., с1 в я(5 Г и, .,}«. ма < с 3 If(fче пис . Ill)H

ШУМГ<}3 Hf!T(I P;ITO;)il !! l;)t .I < (. ( (!i f i l l H < f l i 1

:<5

iI< l f l! lII ti5, I i...,, <, <-. т и и е . " г < )

I Е3!)l .

ГЕЛ!.!i I ., ".:,! II i )3

vc7 « .ifi i f » уе!.;! -i;iii i -,.;-;, .„) 1<7 ((<) i)O i и, (IiPHiI.С. Ifl.<,,! I < )!.)

HH(. ((д,l (Г !i i! Ii(ill i>,:! }: ..,:,: C:,:-;, I)—

Типлик,i I и I!r! I! Il it )t ILIII с (i: ii 3 > } )i I

Т<)))(3 (а !,;I > i ill, . < <>I5< <

IIl(3(O !i-(()}. Д 3) I! 1 -,1 til

Ф о р и у }и а и .3 о б р е т е н и я

Ус тройствп усиления с коррекцией дрvI :())it }(у;(я, содержащее последовате(}ы(<) соедине}(ные первый ключ и

".(.ll ПIтель }(осто}}}(}(ОГО тока ) при этом

:«: (д перво го к.}юча является входом

tc I )3oéñ T}3(} усиления, а выход через

3)тopой vf}I() (соединен с общей шиной

В

l<,.1 oft усилителя нос тэянного тока чсрс тр тий ключ соединен с входом !!!I ТС ГPfIP)f t} II(iãpQIIIII(ic Tlf компенсации

;())< и !)а и . (, )!е(}(ду выходом интегри) I!l, . o ус(пи:теля и другим входом ,е I, и с.}H }Ioс To>3}tlloão тока включены, . c,<(7»:3Tельн(соединенные аналого:, и 3;(и;: }и}(,3}<)щ}13)! б to}; и аттенюатор, —. П}, е:3ведень} последовательно сое;}<и< }(}(},!» элемент !1Е, блок управляе.i,ir ржки и .)лемент И, другой вход

: >!) -и сосд(}нен с выходом элемента

11: .,,.:I то. <3:ro}I:-леме}tта !!Е соео, II и вых<):и)м генератора у-.:,».3:53}>! <:<((егп }}апря }си(я и управляюГ!}! :3 « . ! }(. p}3O Г< > !.:}}<) ч il БыхОд эле

;.. ((т.(11! спели};с:и «у}}р 1}3.пяющими ,";.: и:3 т(рого и тре т ьс го ключей, -)fIt:IF <(т» 11 с 3едии(и с управJl>ll fill it! }3хпдп.".! а }(а:7п О }3о ГО запоминаю .я I о (Ojloi< а, а уп)3() }3>}я}ащие входы ат} с)}3}о,.l ора и (злок,3 управляемой задержк}! Об},(динсIIII и и (к:(}<:че}(ы к другому .) ) вых«ló ге}(оратор;3, i(p;3L)fl>II<щего на!!i,53» ЕП