Устройство для измерения слабыхсигналов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ
Сотов Советскиз
Социалистических
Респу6аик
0 01 R 19/00 с присоединением заявки йо ГосуМрственнмй номнтет СССР во аавви нзо6ретеннй н этнрмтнй / (23) Приоритет Опубликовано 150381. Ьюллетень ЙЯ 10 (53) УАК 621.317. .7(088.8) I Дата опубликования описания 1803В1 (72) Авторы изобретения М.H. Дриацкий и Б.A. Матросов Всесоюзный научно-исследовательский н конструкторский институт научного приборостроения ° (73) Заявитель (54) устРОЙсФВО для и333КРения.,слАБых сиГЯАлОВ Изобретение относится к электроиэмерительной технике, в частности к устройствам для измерения слабых электрическнХ сигналов в биологии, физике твердого тела и т.д. Иэвеестно устройство для повввнения чувствительности при .высоком уровне флюктуационных юумов, содержащее модулятор, усилитель переменного тока, детектор и усилитель низкой частоты, ключ, АЦП, реверсивный счетчик, триггер и блок временных интервалов 1). Недостаток этого устройства заключается в том, что оно позволяет повысить чувствительность только в 1$ случае флюктуационных -яддитивных помех, и эффективность ее резко снижается в сложном случае одновременного воздействия дрейфа нуля, флюктуационных и мультипликативных помех. 20 Известно устройство, содержащее усилитель типа ИДИ, вход которого подключен ко входу устройс ва t2) . Чувствительность такого устрой=т,ва определяется шумами входных цейел, 2э действие которых усугубляется одновременным воздействием на полезный сигнал мультипликативных помех (нестабильность коэффициента усиления) .и дрейфа нуля. Поэтому высокая чувст- 30 2 вительность по напряжению (току) не может быть получена одновременно с высоким входным сопротивлением (проводимостью) и широкой полосой частоты измеряемого сигнала. Цель изобретения — создание высокочувствительного и помехоустойчнвого устройства для измерения слабых сигналов, когда, помимо высокого уровня аддитивных помех, имеет место и дрейф нуля. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения слабых сигналов, содержащее усилитель, вход которого подключен ко входу устройства, снабжено иормирующим усилите- . лем, четырьмя суммнрующими усилителями, двумя фильтрами, двумя множительными устройствами,.блоком весовых коэффициентов и усилителем фотогальванометрического типа, вход которого подключен ко входу усилителя, а выход — ко входу нормирующего усиливеля, выход которого подключен к прямым входам первого и второго суммирующих усилителей, а выход усилителя . подключен к прямому входу третьего суммирующего усилителя и инверсному входу первого суммирующего усилителя, выход которого. подключен ко вхо 813264 ду первого фильтра и входу второго фильтра, выход последнего подключен к инверсному входу третьего суммирующего усилителя, а выход первого фильтра — к инверсному входу второго суммирующего усилителя, причем выходы второго и третьего суммирующих усилителей подключены соответственно к первым входам первого и второго мно-жительных устрбйств, к вторым входам которых подключены выходы блока весовых коэффициентов, а выходы множительных устройств подключены на вход четвертого суммирующего усилителя. йа чертеже изображена функциональ ная схема устройства,для измерения слабых сигналов. !5 Устройство содержит фотогальванометрический усилитель 1, выход которого подключен ко входу нормирующего усилителя 2, выход которого подключен к прямым входам первого и втьрого сум-2р мирующих усилителей 3 и 4, а выход усилителя 5 подключен к прямому входу третьего суммирующего усилителя 6 и инверсному входу первого суммирующего усилителя 3, выход котоРоГо подключен ко входу первого фильтра 7 и вхо ду второго фильтра 8, выход которого подключен к инверсному входу третьего суммирующего усилителя 6, а выход первого фильтра .7 — к инверсному входу второго суммирующего усилителя 4, причем выходы второго и третьего суммирующих усилителей 4 и 6 подключены . соответственно к первым входам первого и второго множительных устройств 9 и 10, на вторые входы которых подключены выходы блока 11 весовых коэф. фициентов, а выходы множительных устройств 9 и 10 подключены на вход суммирующего усилителя 12. Устройство работает, следующим об- 4{) разом.. На входы фотогальванометрического усилителя 1 и усилителя 5 поступает случайный сигнал. С выхода усилителя 1 (с целью нормировки) выходной 45 сигнал поступает на нормирующий усилитель 2. В фотогальванометрическом усилителе 1 преобладает погрешиостЬ,,вызванная дрейфом нуля (,(), а в усилителе 5 преобладает погрешность, 5{) вызванная флюктуационными шумами входных цепей h(t). С выхода кормирующего усилителя 2 сигнал x(t) Ч.(1). поступает на прямой вход суммирующего усилителя 3, а с выхода усилителя 5 сигнал x(t)+n(t) поступает на инверсный вход суммирующего усилителя 3, на выходе которого появляется сигнал вида {.(t)-n(t), Первый фильтр 7 пропускает составляющую (,(с), которая вычитается .из сигнала x(t)+g(t) 40 с выхода усилителя 2 суммирукщим усилителем 4. Второй фильтр 8 пропускает, составляющую n(t), которая вычитается из сигнала x(t)+n(t) суммирующим усилителем 6,,Сигналы с выхо- 65 ! 1 да усилителей 4 и 6 поступают соответственно на множительные устройства 9 и 10, где умножаются на весовые коэффициенты, и далее суммируются суммирующим усилителем 12. Изобретение позволяет за счет небольшого увеличения аппаратурного объема обычного усилительного устройства (не более чем в 2,5 раза) повысить его чувствительность и помехоустойчивость, что создает возможность провести ряд фундаментальных научных исследований с биологическими объектами. при низких температурах, в области физики твердого тела и т.д. При этом простота предлагаемого устройства позволит при эксплуатации отказаться от дорогостоящего прецизионного оборудования и ЦВИ и обеспечить его низкую себесто-, имость при внедрении в серийное производство,, Формула изрбретения Устроиство для измерения слабых сигналов, содержащее усилитель, вход которого подключен ко входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости, оно снабжено нормирующим усилителем, четырьмя суммирующими усилителями, -двумя фильтрами, двумя множительными устройствами, блоком весовых коэффициентов и усилителем фотогальванометрического типа, вход которого подключен ко входу усилителя, а выход подключен ко входу нормирующего усилителя, выход которого подключен к прямым входам первого и второго суммирующих усилителей, а выход усилителя подключен к прямому входу третьего суммирующего усилителя и инверсному входу первого суммирующего усилителя, выход которого подключен ко входу первого фильтра и входу второго фильтра, выход последнего подключен к инверсному входу третьего суммирующего усилителя, а выход первого фильтра— к инверсному входу второго суммирующего усилителя, причем выходы второго и третьего суммирующих усилителей подключены соответственно к первым входам первого и второго множитель-, ных устройств, на вторые входы которых подключены выходы блока весовых коэффициентов, а выходы множительных устройств подключены на вход четвер того суммирующего усилителя. Источники информации, принятые so внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 444116, кл. G 01 к 19/00, 19{2. 2. Прянишников В.А. Интегрирующие цифровые вольтметры постоянного тока. Л., "Энергия", 1976, с. 180-185, рис. 4-28., 813264 ° Составитель Ф. Цареградский . Редактрф A. Гук Те)сред и.ксепура Корректор с. шекмар ююююввеюавеюввюаВюввюввюеаююююеююююю вюавюююююееюеваеююююееююввюююею е Закаэ 761/54 Тираж 732 Псалисиое Вниипи Государствеаиого «омитета сСсР но делам изобретений и открытий 113035, Нос«ва, Ж-35> Рауас«ап наб., д. 4/5 ююююейююеаавююееюююеююеююееююеееюеюеюееееюююююеююеееюеееюююююе ю еавю Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ППП,Патеат Зак. Рб28- CS
