Усилитель постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиих

Социалистнчесних

Рвслубттик

««970636 (6t ) Дополнительное к авт. свин-ву— (5l)M. Кл. (22) Заявлено 06. 04. 81 (2l ) 3271 09/18-09

Н 03 F 3/38 с присоединением заявки М3Ьоударственный комнтет

СССР (23 ) П рнорнтет (53) УДК 621,375. .024(088.8) ао делам изобретений н открытнй

Опубликовано 30. 10. 82. Бюллетень М "0

Дата опубликования описания 30. 10. 82 (72) Автор изобретения т r

\, с

1 с

P. A. Kunnep (71) Заявитель (S4) УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к усилителям постоянного тока для усиления малых постоянных напряжений от источников, имеющих широкий врзможный диапазон внутренних сопротивлений.

Известен усилитель постоянного тока, содержащий последовательно соединенные входной фильтр низкой частоты, модулятор, усилитель переменного тока, демодулятор, а также генератор управления, первый выход которого подключен к входам управления модулятора и демодулятора, и источник компенсационного тока, выход которого подключен к входу модулятора, а первый вход управле» ния - к втооому выходу генератора управления (1 j.

Недостатком известного усилителя постоянного тока является низкая точность, обусловленная тем, что вы ходной компенсационный ток цепи обратной связи создается пропорционально средневыпрямленному значению пульсации на выходе демодулятора и косинуса фазового сдвига между пер5 выми гармониками пульсации на выходе демодулятора и импульсов на выходе генератора управления, не эаграждено попадание постоянного напряжения с выхода демодулятора на вход управления источника компенсационного тока, не заграждено проникновение на выход цели обратной связи мгновенных значений напряжения на выходе демодулятора в течение полупериодов сигнала на выходе генератора управления.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения дрейфа нуля за счет устранения указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем,что в усилитель постоянного тока

36. ф ФУ 10, УВХ 11 и коммутатора 8 подключены к входу управления блока 6

ДРП, и второму выходу ГУ 3, а через второй инвертор 14 - к объединенным входам управления вторых ФУ 12 и

УВХ 13.

Усилитель работает следующим образом. .При скачкообразном увеличении сопротивления источника сигнала до некоторого высокого значения на входе ИОД 2 появляется периодически пульсирующий дрейф нуля, наложенный на входное напряжение и вызванный действием входного остаточного тока.

Одновременно накладывается пульсация и на выходное напряжение, при . этом размах пульсации превышает размах пульсации на входе в коэффициент усиления УПТ раэ.

Сумма пульсации и выходного постоянного напряжения подается на вход блока б ДРП. С задержкой в половину периода пульсации на выходе блока

6 ДРП и на входе ИКТ 7 появляется постоянное напряжение, значение которого в точности равно размаху пулв.сации, т.е. разнице предельных значений пульсации, наблюдаемых в мо30 менты чередования полупериодов напряжения на втором выходе ГУ 3. Размах пульсации может иметь разные полярности, в зависимости от полярности входного остаточного тока.

Полярность размаха пульсации, а следовательно полярность постоянного напряжения на входе ИКТ 7, устанавливается посредством подачи напряжения на вход управления бло о ка 6 ДРП.

Компенсационный ток на выходе

ИКТ 7, подаваемый на вход ИОД 2, пропорционален постоянному напряжению на первом входе Hl

ИКТ 7. Этот ток периодически при50 нимает два значения, и обеспечивается подача большего тока в полупериоды высокой частоты модуляции.

3 9706 введен блок детектирования пульсаций, вход которого подключен к выходу демодулятора, выход - к второму входу управления источника компенсационного тока, а вход управления - к вто- s рому выходу генератора управления.

Кроме того, блок детектирования пульсаций состоит из последовательно включенных между его входом и одним из входов коммутатора первых инвертора, фиксатора уровня и узла выборки и хранения, а также последовательно включенных между его входом и другим входом коммутатора вторых фиксатора уровня и узла выбор- 1 ки и хранения, причем выход коммутатора является выходом блока детектирования пульсаций, объединенные входы управления первых фиксатора уровня, узла выборки и хранения и 2 коммутатора подключены к входу управления блока детектирования пульсаций, а через второй инвертор - к объединенным входам управления вторых фиксатора уровня и узла выборки и хранения.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого усилителя.

Усилитель содержит входной фильтр

1 низкой частоты, подключенный к входу модулятора (ИОД} 2, к входу управления которого подключен выход генератора управления (ГУ) 3, выход

ИОД 2 подключен к входу усилителя переменного напряжения (УПН) 4, выход которого в свою очередь подключен к входу демодулятора (,ДИ)5. Вход управления ДИ 5 подключен к первому выходу ГУ 3. Выход ДИ g является выходом всего усилителя постоянного тока. Блок 6 детектирования размаха пульсации (ДРП), вход которого соединен с выходом ДИ, источник 7 компенсационного тока (ИКТ), выход которого подключен к входу ИОД 2, а два входа - соответственно к второ ф выходу ГУ 3 и выходу блока б ДРП, блок 6

ДРП,содержит коммутатор Я,последова-тельно включены между входом блока

ДРП б и одним из входов коммутатора

8 первых инвертора 9, фиксатора 10 уровня (ФУ) и узла 1 l выборки и хранения (УВХ), а также последовательно включение между входом блока ДРП 6 и другим входом коммутатора вторых

ФУ 12 и УВХ 13, причем выход коммутатора является выходом блока 6 ДРП, объединенные входы управления первых

На выходе блока 6 ДРП появляется сигнал напряжения, образованный иэ чередующихся постоянных сигналов напряжения, причем значение одного постоянного напряжения равно размаху пульсаций на входе блока 6 ДРП, 970636

25 а другого - размаху пульсаций с обратным знаком, кроме того, упомяну" тый сигнал напряжения задержан относительно пульсации на половину периода. фазовые соотношения в контуре обратной связи выбраны таким, при которых пульсирующий входной остаточный ток модулятора 2 почти полностью компенсируется пульсирующим компенсационным током ИКТ 7. Тем самым происходит существенное уменьшение дрейфа нуля УПТ при работе его с высокоомными источниками сигнала.

Таким образом, в предлагаемом

УПТ достигается существенное уменьшение временного дрейфа нуля и почти стократное уменьшение температурного дрейфа нуля (0,005 пА/ С при сопроо тивлениях источника сигнала вплоть до 100 ИОм.

Формула изобретения

1. Усилитель постоянного тока, содержащий последовательно соединенные входной фильтр низкой частоты, модулятор, усилитель переменного тока, демодулятор, а также генератор управления, первый выход которого подключен к входам управленйя модулятора и демодулятора, и источник компенсационного тока, выход которого подключен к входу модулятора, а первый вход управления — ко второму выходу генератора управления, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения дрейфа нуля, введен блок детектирования пульсаций, вход которого подключен к выходу демодулятора, выход - к второму входу управления источника компенсационного тока, а вход управления — к второму выходу генератора управления °

2. Усилитель постоянного тока по и.!, отличающийся тем, что блок детектирования пульсаций состоит и" последовательно включенных между его входом и одним из входов коммутатора первых инвертора, фиксатора уровня и узла выборки и хранения, а также последовательно включенных между его входом и другим входом коммутатора вторых фиксатора уровня и узла выборки и хранения, причем выход коммутатора является выходом блока детектирования пульсации, объединенные входы управления первых фиксатора уровня, узла выбор- ки и хранения и коммутатора подключены к входу управления блока детек" тирования пульсаций, а через второй инвертор — к объединенным входам управления, вторых фиксатора уровня и узла выборки и хранения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 598214, . Í 03 F 3/38, 1974, (прототип).

970636

СоставитеЛь 10.. Рогаткин

Редактор H. Ковалева Техред i И.Коштура Корректор И.Шароши

Заказ 8420/73 Тираж Я9 . Подписное цнццПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Иосква, N-35,. Раушская наб., д. 4/5

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