Фазочувствительный усилитель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респтблик

1 ф

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 20.V.1971 (№ 1658242/18-24) с присоединением заявки №

П риор итет

Опубликовано ОЗ.Х.1973. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 18.I I.1974.Ч, Кл. 6 05b 5,01 гасударственный комитв1

Совета Министров СССР пе делам иза6ретеннй и открытий

УДК 621.372,542.3 (088.8) Авторы изобретения

А. С. Захаренко н Б. М. Баранов

Заявитель

ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к средствам электроавтоматики и может быть использовано в системах автоматического регулирования (CAP) переменного тока с реактивными датчиками типа поворотных трансформаторов, сельсинов, асинхронных тахогенераторов, емкостных датчиков и т. п., выходное напряжение которых содержит квадратурную помеху в виде остаточыого напряжения основной гармоники, сдвинутой на 90 относительно фазы рабочей составляющей.

Изобретение предназначено для фазочувствительного усиления с подавлением квадратурной помехи.

Из известных устройств для подавления квадратурной помехи в CAP наилучшими динамическими свойствами обладают усилители переменного тока, охваченные цепью оптоэлектронной отрицательной обратной связи по квадратурной составляющей в виде фазочувствительного выпрямителя, формирующего из усиленного напряжения управляющий сигнал, пропорциональный квадратурной помехе, и управляемой им линейной схемы уравновешивания, напряжение разбаланса которой, синфазное с квадратурной помехой, подводится ко входу усилителя как компенсирующий сигнал. Однако эти устройства сравнительно сложны, в частности, из-за необходимости применения в них подстроечных потенциометров и термокомпенсационных элементов, потребляют большую мощность по цепи обратной связи при низком ее входном сопротивлении, что исключает возможность гальванического подключения этой цепи к выход у усилителя и требует сопряжения через согласующие трансформаторы (каскады усиления с трансформаторным выходом). Кроме того, устройство характеризуется сравнитель10 но большими габаритами и весом, поскольку содержат такие громоздкие элементы, не поддающиеся микроминиатюризации, как упомянутые потенциометры и трансформаторы.

Для упрощения устройства со снижением

15 потребляемой мощности цепь обратной связи усилителя выполнена на базе оптоэлектронной пары, составленной из дифференциальных электролюминесцентного конденсатора и фоторезистора с линейной вольтамперной ха20 рактернстикой.

На чертеже приведена схема предлагаемого фазочувствительного усилителя переменного тока.

Схема состоит из усилителя 1 с дифферен25 циальным выходом, охваченным по квадратурной составляющей цепью отрицательной обратной связи в виде двух линейных мостов переменного тока, выполненных на указанной оптоэлектронной паре: дифференциальном

30 электролюминесцентном конденсаторе 2, каж399824

З0

50 дая секция которого освещает прилегающую к пей вплотную половину дифференциального фоторезистора 3.

Секции конденсатора 2 вкл.очены в смежные плечи моста, два других плеча которого образованы парафазными выходными цепями усилителя 1 с общей заземленной шиной. Диагональ питания моста подключена и источнику опорного квадратурного напряжения, например фазовращателю, состоящему из обмотки 4 сетевого трансформатора 5, «cïëñíсатора б и резистора 7 с выходным напряжением, сдвинутым по фазе на 90 относительно рабочей составляющей.

Дифференциальный фоторезистор 3 подсоединен к обмотке 8 трансформатора 5, имеющей заземленную среднюю точку, по второй мостовой схеме, управляемой изменением электролюминесцентного излучения. Средний вывод фоторезистора 3 подключен ко входу 9 усилителя, па который через разделительный конденсатор 10 подается сигнал от датчиков

CAP.

Таким образом напряжение разбаланса моста используется как сигнал параллельной обратной связи. Нахождение его в противофазе с поступившей на мост квадратурной помехой обеспечивается (с погрешностью

Aq: — 10 ) соответствующим выбором емкости гходпого конденсатора 10. Для уменьшения возникающего при этом фазового сдвига усиливаемого сигнала и фильтрации высших гармоник выходная диагональ моста зашунтировапа фазирующим конденсатором 11; 12 и

13 — парафазные выходы усилителя.

Рассматривая работу схемы, следует учитывать, что из-за инерционности фоторезистора к воздействию падающего па него светового потока сопротивления плеч моста, образованные дифференциальным фоторезистором 3, определяются средними величинами яркостей свечения прилегающих секций электролюминесцентного конденсатора 2.

При идентичности половин оптоэлектронной .пары и отсутствии входного сигнала эти яркости равны, ибо обусловлены только приложенным к обеим секциям опорным квадратурным напряжением. Поэтому сопротивления плеч моста на фоторезисторе 3 одинаковы, сам мост сбалансирован, напряжение на его выходной диагонали отсутствует.

При поступлении напряжения на вход усилителя 1 к каждой секции конденсатора 2 прикладывается сумма опорного квадратурного напряжения и усиленного напряжения, снимаемого с одного из парафазных выходов.

Если входное напряжение синфазно сетевому (рабочий сигнал), то векторы суммируемых напряжений перпендикулярны, вследствие чего амплитуды напряжений, приложенных к секциям, и, соответственно, средние яркости свечения последних возрастут, сохранив равенство.

В результате сопротивления плеч моста, образованные фоторезистором 3, уменьшаютcë одинаково, баланс этого моста сохранится и усиление сигнала будет определяться только параметрами прямого тракта схемы.

Если же па вход усилителя 1 поступит квадратурная помеха, то напряжения, суммируемые на одной из секций конденсатора 2, будут находиться в фазе, а на второй — в противофазе.

Следовательно, амплитуда напряжения, приложенного к первой секции, возрастет, а

«о второй — уменьшится. Это приведет к различию в освещенности плеч моста, выполненных на фоторезисторе 3, благодаря чему мост разбалансируется пропорционально амплитуде квадратурпой помехи, причем изменение ее фазы на 180 будет сопровождаться опрокидыванием фазы напряжения разбаланса.

Последнее, вычитаясь из входного, в любом случае резко снижает уровень квадратурной составляющей на вы оде усилителя 1.

Предмет изобретения

Фазочувствительный усилитель, содержащий усилитель переменного тока, охваченный оптоэлектронной отрицательной обратной связью, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его экономичности, цепь обратной связи выполнена в виде дифференциального электролюминесцентного конденсатора, общая обкладка которого подключена к источнику опорного квадратурного напряжения, а другие обкладки — к парафазным выходам усилителя, и дифференциального фоторези стор а, подключенного средним выводом ко входу усилителя, соединенному с входным конденсатором, а двумя другими выводами — к обмотке сетевого трансформатора, между средней точкой которого и средним выводом фоторезистора включен фазирующий конденсатор, 399824

Составитель И. Горелова

Техред Л. Грачева

Редактор Е. Гончар

Корректор Е. Михеева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 266/1 Изд. ¹ 44 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5