Устройство для усиления постоянного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (6l) Дополнительное. к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 22.02.74 (Я) 1999485 09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Прнорнтет— (43) Опубликовано 05 07,77. бтоллетеиь ¹ 25 (45),п,ата опубликования описания 25.10.77 (и) 564709 (5Ц М. Кл. Н03 F 3/38

Гюаударстеенкий кенетет ьевете Иккестрее ььСр ке делам каабретекек и еткрыткй (53) УДЫ 621.375.024 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСтр0йСтВ0 ДЛЯ УСИЛКНИЯ ПОЛОЯИНОГО НАПРЯЖН ИЯ

Изобретение относится к измерительной технике н может использоваться в измерительных устройствах.

Известно устройство для усиления постоянного напряжения, содержащее основной дифференциальный усилитель, охваченный последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, корректирующий усилитель типа М вЂ” ДМ, выполненный в виде последовательно соединенных модулятора, усилителя переменного тока с дифференциальным входом, демодулятора, фильтра нижних частот, и суммирующий усилитель, вход которого соединен с выходами основного. дифференциального и корректирующего усилителей 111.

Однако это устройство имеет низкую стабильность коэффициента передачи.

Цель изобретении - повышение стабильности коэффициента передачи устройства для усиления.

Для этого в устройстве для усиления постоянного напряжения, содержащем основной дифферен-. циальный усилитель, охваченный последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, корректирующий усилитель типа М вЂ” ДМ, выполненный в виде последовательно соединенных модулятора, усилителя переменного тока с дифференциальным входом, демодулятора, фильтра нижних частот, н суммирующий усилитель, вход которого соединен с выходами основного дифференциального и корректирующего усилителей, инвертирующий вход основного дифференциального усилителя . через резистор соединен с одним нз входов модулятора корректирующего усилителя, а неннвертирующий вход основного дифференциального усилителя непосредственно соединен с другим входом модулятора корректирующего усилителя и является входом устройства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для усиления постоянного напряжения.

Устройство содержит основной дифференциаль ный усилитель 1, охваченный последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, выполненной на резисторах 2,3, корректирующий усилитель 4 типа M— - ДМ, выполненный в виде последовательно соединенных модулятора 5, усилителя 6 переменного тока н дифференциальным входом, демодулятора 7, фильтра 8 нижних частот, и суммирующий усилитель 9, вход которого соединен с выходами 10,11 основного дифференциального и корректирующего усилителей 1,4, ннвертнрующий

° F< a Кк

1+ К, )3,< (") где Uoc — напряжение отрицательной обратной связи основного дифференциального усилителя 1„

Ке — коэффициент передачи разомкнутого основного дифференциального усилителя 1.

Щ и Д< — коэффициенты передачи делителей обратной связи основного дифференциального и корректирующего усилителей 1,4 на резисторах 2,3 и 13,25; к

К

1+ ) О к — коэффициент передачи разомкнутого корректирующего усилителя 4;

Тк — эквивалентная постоянная времени разомкнутого корректирующего усилителя 4.

Если Ке = Кк = К, Pq = Д< = P, то подставляя в (1) выражение

Р,kP

11 К(5 ос g+ К / получают

3 вход 12 основного дифференциального усилителя 1 через разистор 13 соединен с одним иэ входов 14 модулятора 5 корректирующего усилителя 4, а неинвертирующий вход 15 основного дифференциатйного усилителя 1 непосредственно соединен с другим входом 16 модулятора 5 корректирующего усилителя 4 и является входом устройства, операционные резисторы 17,18,19 общие точки 20,21,22 основного дифференциального усилителя 1, усилителя 6, сум.. мирующего усилителя 9 обьединены и являются об. шими для входного сигнала 23 и выходного сигнала

24, резистор 25.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение входного сигнала 23 поступает на неинвертирующий вход 15 основного дифференциального усилителя 1. Напряжение ошибки (некомпенсации) основного дифференциального усилителя 1, равное разности! между напряжением входного сигнала 23 и напряжением отрицательной обратной связи линейно усиливается корректирующим усилителем 4, напряжение с выхода 11 суммируется с напряжением с выхода 10 с помощью суммирующего усилителя 9 и операционных резисторов 17, 18, 19. Корректирующий усилитель 4 охвачен собственной отрицательной обратной связью, выполненной на резисторах 13,25. За счет коррекции с помощью корректирующего усилителя 4 происходит увеличение точности устройства в целом.

Определяют величину шума, приведенного ко входу устройства. В результате действия источника

6 (1 ы) = 1, на входе основного дифференциального усилителя 1, на его входе возникает напряжение

Подставляя в (>)

К, К

k агТК после преобразований, учитывая, что 1+к 3 > 1, получают

, Кэ 4 эк

1+ ыТ „ где

10 к, к Г

ЗК 1+ / 14К(3 уровень приведенного ко входу шума Опв предложенного устройства определяется практически ве личиной шумов основного дифференциального усилителя 1 в соответствии с выражением к r- j v

3 зк

20 нз которого следует, что низкочастотные шумы основного дифференциального усилителя 1 ослабляются s полосе частот ые, определяемой неравен. ством с

О- oTs K

Уровень шума U, приведенного ко входу 16, для случая, когда корректирующий усилитель 4 аналогичен основному усилителю в предложенном

30 устройстве, определяется из выражения 1ЫТК (s)

i++> К

1К 1К

Из сопоставления выражений (5) и (4) следует, что полоса ослабления шумов в предложенном устрой40 стве больше полосы ослабления шумов прототипа в р" — -= 1+zP раз.

Благодаря этому могут быть получены существенно меньшие значения аддитивных погрешностей, вызьваемых действием низкочастотных шумов.

Друтая составляющая погрешности предложенного устройства, вызьваемая нестабильностью коэффициентов передачи основного дифференциального и корректирующего усилителей l,4, обратно пропорциональна эквивалентной глубине его отрицатель50 ной обратной связи, которая равна произведению глубины отрицательной обратной связи основного дифференциального и корректирующего усилителей 1,4. б5

Формула и зо бре те ни я.К (2) Устройство для усилении постоянного напряния, содержащее основной днффере п иальный усияв литель, охваченный последовательной отрицатель564709

Составитель В. Белякович

Техред Й. Андрейчук

Корректор Е Иалп

Редактор И. Марховская

Тираж 1065, Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. 4/5

Заказ 2061)216

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ной обратной связью по напряжению, корректирующий усилитель типа М-ДМ, выполненный в виде последовательно соединенных модулятора, усилителя переменного тока с дифференциальным входом, демодулятора, фильтра нижних частот, и суммирующий усилитель, вход которого соединен с выходами основного дифференциального и корректирующего усилителей, о т лича юще е ся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента передачи, инвертирующий вход основного диффе6 ренциального усилителя через резистор соединен с одним иэ входов модулятора корректирующего усилителя, а неинвертирующий вход основного дифференциального усилителя непосредственно соединен с другим входом модулятора корректирующего усилителя и является входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР N" 240026, НОЗ F 3/38, 1967.