Сглаживающий усилитель

 

1. СГЛАЖВАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий дифференциальный усилитель , один вход которого является входом устройства, а выход - выходом устройства, и сглаживающий элемент, включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференциального усилителя , отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамической ошибки, сглаживающий элемент выполнен в виде дифференцирующего усилителя с ограничением.

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) (11) g(51) С 06 G 7!12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2711865/18-24 (22) 11.01,79 (46) 15.12 80, Бюл. 11 46 (71) Физико-химический институт

АН Украинской ССР. (72) Ю.Л.Жеребин и В.М.Сава (53) 681.335 (088.8) (56) 1. Чесноков А.А. Решающие усилители. Госэнергоиздат, М.-Л., 1963, с. 52, рис. 27 а.

2. Чесноков А.А. Решающие усилители. Госэнергоиздат, М.-Л., 1973, с. 59, рис. 32а (прототип). (54) (57) 1. СГЛАЖИВАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий дифференциальный усилитель, один вход которого является входом устройства, а выход — выходом устройства, и сглаживающий элемент, включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамической ошибки, сглаживающий элемент выполнен в виде дифференцирующего усилителя с ограничением.

788

2. Усилитель ixo п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что дифференцирующий усилитель с ограничением " содержит операционный усилитель, дифференцирующий конденсатор, подключенный к инвертирующему входу операционного усилителя, ограничивающий

119 двухполюсник и резистор обратной связи соединенные параллельно и включенные в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала..

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, преимущественно к устройствам для скользящего усреднения полезного сигнала, "подверженного флуктуациям и влиянию внешних помех, и может быть использовано в радиотехнических устройст.— вах различного назначения, в частности в измерительной технике.

Известны сглаживающие усилители, 1 содержащие масштабный усилитель и сглаживающий конденсатор, включенный параллельно резистору отрицательной обратной связи )1) ..

Недостатком таких устройств является то, что сглаживание в таких усилителях сопровождается неизбежным за а дыванием выходного сигнала по отношению ко входному.

Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является сглаживающий усилитель, содержащий диф ференциальный усилитель и сглаживающий элемент, включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференциального усилителя (21 .

Компенсация запаздывания в этом сглаживающем усилителе достигается за счет ограничения тока через сглаживающий конденсатор при помощи последовательно включенного с ним дополнительного резистора. Однако это приводит к падению эффективности сглаживания усилителя. Имеющееся в этом случае противоречие между эффективностью сглаживания и величиной запаздывания, заключающееся в том, что увеличение постоянной времени сглаживающего элемента приводит к уменьшению запаздывания и одновременно— к снижению эффективности сглаживания, уменьшение постоянной времени сгла5

1О

20 о

40 живающего элемента приводит к увеличению запаздывания и в то же время— к повышению эффективности сглаживания, позволяет осуществлять лишь частичную компенсацию запаздывания.

Цель изобретения — уменьшение динамической ошибки, связанной с запаздыванием выходного сигнала по отношению ко входному сигналу.

Укаэанная цель достигается тем, что в сглаживающем усилителе, содержащем дифференциальный усилитель, один вход которого является входом устройства, а выход — выходом устройства, и сглаживающий элемент, включенный в цепь отрицательной обратной связи, сглаживающий элемент выполнен в виде дифференцирующего усилителя с ограничением.

Причем дифференцирующий усилитель с ограничением содержит операционный усилитель, дифференцирующий конденсатор, подключенный к инвертирующему входу операционного усилителя, ограничивающий двухполюсник и резистор обратной связи, соединенные параллельно и включенные в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого.потенциала.

Схема сглаживающего усилителя показана на чертеже.

Сглаживающий усилитель содержит дифференциальный усилитель 1, сгла- живающий элемент 2, выполненный в виде дифференцирукицего усилителя с ограничением, содержащего дифференцирующий конденсатор 3, операционный усилитель 4, ограничивающий двухполюсник 5, резистор 6 обратной связи, шину 7 нулевого потенциала.

788119

Составитель Г.Сапунова

Техред М.Моргеитал

Корректор М.Похо

Редактор А.Долинич

Заказ 5416

Тираж 65

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óìãîðîä, ул. Проектная, 4. Сглаживающий усилитель работает следующим образом.

Входной сигнал, содержащий флуктуции, после усиления масштабным усилителем 1 поступает на вход сглажи- 5 вающего элемента 2, с выхода которого он подается на противофазный вход масштабного усилителя 1, препятствуя изменению выходного сигнала. При амплитудах флуктуаций сигнала 10 не выходящих за пределы ограничения, задаваемые при помощи ограничивающего двухполюсника 5, на выход сглаживающего усилителя проходит только постоянная составляющая сигнала. Ограничение компенсирующего сигнала на выходе сглаживающего элемента 2,, имеющее место при превышении диапазона ограничения быстроменяющимся сигналом, обеспечивает его передачу 2о на выход сглаживающего усилителя без запаздывания. Ограничивающий двухполюсник 5 осуществляет двухстороннее ограничение сигнала, что необходимо для нормального функционирова- 2 ния устройства как при нарастании, так и при спаде полезного сигнала.

Кроме того, уменьшение динамической ошибки достигается тем,, что ограничивающий двухполюсник 5 при превьппении диапазона ограничения быстроменяющимся сигналом ускоряет перезаряд конденсатора 3 дифференцирукицей RCцепочки. С этой целью, ограничивающий двухполюсник 5 включен параллельно резистору 6 этой RC-цепочки.

Выполнение сглаживающего элемента в виде дифференцирующего усилителя с ограничением выгодно отличает предлагаемый сглаживающий усилитель от известного, так как уменьшается динамическая ошибка при сохранении необходимой эффективности сглажива.ния. В результате, уменьшаются искажения кинетических закономерностей быстропротекающих процессов. Это упрощает расчеты кинетических параметров процесса и повьппает достоверность результатов измерения. Перечисленные достоинства предлагаемого устройства позволяют расширить сферу применения сглаживающих усилителей.