Усилитель постоянного тока

 

(i 1, 682996

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.05.78 (21) 2621995/18-09 с присоединением заявк1и № (51) Я. Кл 2

Н 03 F 3/38 ио делам изобретений Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (53) УДК 621.375. .024 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 30.08.79 (72) Авторы изобретения

Л. Г. Андреев и М. А. Королев (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ГосУдаРственный комитет (23) 11риоритет

Изобретение касается усилителей и может быть использовано в электроизмерительной технике при наличии значительной разности потенциалов между входной и выходной цепями измерительного устройства.

Известен усилитель .постоянного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащий частотно-импульсный модулятор, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, ин верти р ующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, выход которого соединен с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодулятор,(1).

Точность такого усилителя определяется стабильностью отношения вольт-секундной площади импульса обратной связи преобразователя напряжение — частота Q> к площади импульса на входе демодулятора Q2.

Стабильность Q /Q обеспечивается путем раздельного формирования каждой из этих вольт-секундных площадей двумя различными узлами, что приводит к усложнению этого усилителя.

Целью изобретения является упрощение усилителя.

Для этого в усилителе постоянного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащем частотно-импульсный модулятор, выполненный на по5 следовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, выход которого

10 соединен с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодулятор, в разделительный трансформатор введена дополнительная обмотка, идентичная выходной и включенная согласно с

15 ней, один конец которой подключен через диод к второму концу токозадающего резистора, другой конец — к общей шине модулятора, а выходная обмотка через другой диод соединена с входом демодулятора.

2о На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного усилителя.

Усилитель постоянного тока с гальваническим разделением входных и выходных

25 цепей содержит частотно-импульсный модулятор 1, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе 2, интеграторе 3, состоящем из резистора 4, конденсатора 5 и операционного усилителя 6, 682996

Q)

02

3 инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора

7, и одновибраторе 8, выход которого соединен с одним из концов входной обмотки 9 разделительного трансформатора 10, и демодулятор 11. Разделительный трансформатор содержит дополнительную обмотку 12, идентичную выходной обмотке 13 и включенную согласно с ней. Один конец обмотки

12 подключен через диод 14 к второму концу токозадающего резистора 7, другой конец — к об щей шине модулятора. Выходная обмотка 13 через другой диод 15 соединена с входом демодулятора 11.

Усилитель .работает следующим образом.

Входной сигнал усиливается до необходимого уровня согласующим усилителем 2 и подается на вход интегратора 3. Когда ли,нейно-изменяющееся напряжение на выходе операционного усилителя 6 достигает порога срабатывания одновибратора 8, последний выдает во входную обмотку 9 трансформатора 10 импульс напряжения. С обмотки 12 импульс напряжения через диод

14, выделяющий одну полярность сигнала, и резистор 7 подается на инвертирующий вход операционного усилителя 6 и разряжает конденсатор 5. При этом напряжение на выходе операционного усилителя падает до минимального значения. Далее конденсатор

5 вновь начинает заряжаться током, определяемым напряжением на выходе согласующего усилителя 2 и величиной резистора 4.

Напряжение на выходе операционного усилителя 6 линейно возрастает до порога срабатывания одновибратора 8 и весь процесс циклически повторяется с частотой, пропорциональной входному напряжению и обратно пропорциональной вольт-секундной площади импульса на выходе диода 14. С выходной обмотки 13 трансформатора 10 импульсы напряжения подаются через диод

15 на вход демодулятора 11, в качестве которого может быть использован фильтр нижних частот, где выделяется из последовательности импульсов постоянная составляющая, пропорциональная частоте и вольтсекундной площади импульсов на выходе диода 15.

Обмотки 12 и 13 трансформатора 10 выполнены идентичными, поэтому вольт-секундные площади импульсов на выходах этих обмоток, а также на выходах диодов

14 и 15 равны между собой в широком диапазоне изменения вольт-секундной площади импульса, подаваемого с одновибратора 8 на обмотку 9 трансформатора 10.

Таким образом, отношение вольт-секундных площадей импульсов, поступающих на вход демодулятора и на ин вертирующий вход операционного усилителя 6, соответственно Qi u Qq постоянно и выражение для функции преобразования имеет вид

U,„,=К V„К„ где К вЂ” коэффициент, определяемый пассивными элементами устройства, Формула изобретения

Усилитель постоянного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащий частотно-импульсный модулятор, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, выход которого соединен с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодулятор, отличающийся тем, что, с целью упрощения усилителя, в разделительный трансформатор введена дополнительная обмотка, идентичная выходной и включенная согласно с ней, один конец которой подключен через диод к второму концу токозадающего резистора, другой конец — к общей шине модулятора, а выходная обмотка через другой диод соединена с входом демодулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Хо 3921088, кл. 330 †, опублик. 1975.

682996

Составитель Н. Смолякова

Техред А. Камышникова Корректор Л. Брахнина

Редактор Н. Суханова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1785/3 Изд. № 495 Тираж 1060 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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