Усилитель постоянного тока

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (53)М. Êë.

Н 03 F 3/38 (22) Заявлено 20. 07. 81 (21) 3322014/18-09 с прнсоелинением заявки,)ВВ

Гасударственные квинтет (23) Приоритет

Опубликовано 07 01.83, Бюллетень В)е 1

Дага опубликования описания 07. 01. 83

llo делам нзебретеннй

If 0TNPbllHH (5З) >ДК 623 .375.

-.02тт (088. B) ФЗ т

В.И.Евдокимов и В.Л.Лучанский (72) Авторы изобретения

Научно-производственное обьединение ра медицинской аппаратуры

{71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТО)ТР противлением.

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в усилителях типа М-ДМ для усиления сигналов постоянного тока от.источников с .большим внутренним со.Известны усилители постоянного тока типа М-ДМ, содержащие модулятор, усилитель переменного напряжения, демодулятор я генератор управляюще-. го напряжения 1).

Недостатком данного усилителя постоянного тока является невысокая точность передачи входного сигнала вследствие небольшой величины входного сопротивления модулятора.

Наиболее близок к предлагаемому усилитель, содержащий модулятор, усилитель переменного напряжения, демодулятор, фильтр нижних частот и источник управляющего напряжения, выход которого соединен с входами управления модулятора и демодулятора 21.

Недостатком известного усилителя постоянного тока является невысокая точность передачи сигнала от источника с большим -внутренним сопротивлением, вследствие потерь сигнала на

5 внутреннем сопротивлении источника из-за небольшого входного сопротивления модулятора и усилителя переменного напряжения.

Цель изобретения - повьавение точности передачи входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в усилитель постоянного toка, содержащий источник входного сигнала, имеющий первую и вторую выходт ные клеммы, а также последовательно соединенные модулятор, имеющий первый и второй входы, усилитель переменного напряжения, демодулятор и фильтр

20 нижних частот, причем первая выходная клемма источника входного сигнала соединена с первым входом мору-, лятора, второй вход которого присоединен к общей шине, а также источник

15

25

30 связи, которое по отношению к пер35 вому входу 16 модулятора 2 деиствует последовательно с напряжением источника 1 входного сигнала.

Наиболее полно свойство стабилию зации напряжения на входе модулятора

2 при изменении его входного сопротивления и изменения выходного сопро. тивления источника входного сигнала реализуется в предлагаемом усилителе постоянного тока при малом коэф45 фициенте передачи выходного напряжения операционного усилителя 9 первым блоком обратной связи 7 на инвертирующий вход операционного усилителя 9. В частности, при выполнении первого блока 7 обратной связи, например, в виде резистора, достаточно чтобы величина сопротивления этоI го резистора была намного больше внутреннего сопротивления источника входного сигнала.

Преимуществом предлагаемого усилителя постоянного тока является повышенная точность передачи сигналов

3 9877 управляющего напряжения, первый выход которого соединен с управляющими входами модулятора и демодулятора, введен операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первым входом модулятора и через первый блок обратной связи с выходом операционного усилителя, который через второй блок обратной связи присоединен к второй выходной клемме источника входного сигнала, которая через последовательно соединенные первый управляемый ключ, элемент запоминания, инвертор и второй управляемый ключ соединена с общей шиной, при этом точка соединения инвертора и второго управг ляемого ключа соединена с неинвертирующим входом операционного усилите,ля, а входы управления первого и второго управляемых ключей соединены со вторым входом источника ° правляющего напряжения.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого усилителя.

Предлагаемый усилитель содержит источник 1 входного сигнала, моду» лятор 2, усилитель 3 переменного напряжения, демодулятор 4, фильтр

5 нижних частот, источник 6 управляю. щего напряжения, первый 7 и второй

8 блоки обратной связи, операционный усилитель 9, первый 10 и второй

11 управляемые ключи, элемент 12 эа= поминания, инвертор 13, первая 14 и вторая 15 выходные клеммы источника входного сигнала и первый

16 и второй 17 входы модулятора 2.

Усилитель постоянного тока работает следующим образом.

В некоторый момент времени управляемые ключи 10 и 11 замыкаются сигналом со второго выхода источника 6 управляющего напряжения. В этом случае напряжение в точке соединения второй выходной клеммы 15 источника 1 входного сигнала и второго блока 8 обратной связи при достаточно большой абсолютной величине номинального коэффициента усиления операционного усилителя

9 и коэффициенте передачи второго блока 8 обратной связи, близком к единице, практически равно по величине и противоположно по знаку выходному напряжению источника 1 входного сигнала. Это напряжение в течение интервала замыкания управляемых ключей 10 и 11 поступает на эле93 4 мент 12 запоминания и фиксируется на нем. Модулятор 2 и усилитель 3 переменного напряжения в это время отключены от источника 1 входного сигнала, так как сигнал управления на первом выходе источника 6 управляющего напряжения отсутствует.

После размыкания управляемых ключей 10 и 11 на неинвертирующий вход операционного усилителя 9 поступает ранее запомненное элементом 12 запоминания и инвертированное инвертором 13 напряжение, равное по велиличине и знаку выходному напряжению источника 1 входного сигнала, первая выходная клемма 14 которого через модулятор 2 подключается к входу усилителя 3 переменного напряжения, демодулируется демодулятором

4 и фильтруется фильтром 5 нижних частот. При этом подключение входных сопротивлений замкнутого модулятора

2 и усилителя 3 переменного напряжения к инвертирующему выходу операционного усилителя 9 не вызывает уменьшения величины напряжения на инвертирующем входе операционного

I усилителя 9 из-за падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника 1 входного сигнала, так как умень. шение напряжения на инвертирующем входе операционного усилителя 9 компенсируется увеличением входного напряжения второго блока 8 обратной

М779

Формула изобретения от высокоомных источников и упрощение конструкции входных цепей модуляторов в усилителях типа И-ДИ.

Усилитель постоянного тока, содержащий источник входного сигнала, имеющий первую и вторую выходные 1а клеммы, а также последовательно соединенные модулятор, имеющий первый и второй входы, усилитель переменного напряжения, демодулятор и фильтр нижних частот, причем первая выход- 1з ная клемма источника входного сигнала соединена с первым входом модулятора, второй вход которого присоединен к общей шине, а также источник управляющего напряжения, первый вы- 2в ход которого соединен с управляющими входами модулятора и демодулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности передачи входного сигнала, введен операцион- 2з иый усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первым входом

3 6 модулятора и через первый блок обратной связи с выходом операционного усилителя, который через второй. блок обратной связи присоединен к второй выходной клемме истоЧника входного сигнала, которая через последовательно соединенные первый управляемый ключ, элемент запоминания, инвертор и второй управляемый ключ .соединена с общей шиной, при этом точка соединения инвертора и второ- го управляемого ключа соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя, а входы управления . первого и второго управляемых ключей соединены с вторым входом источника управляющего напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гутников В.С. "Применение операционных усилителей в измерительной технике". Л., "Энергия", 1975, с. 16.

2. Немчинов В.И. и др. "УсилитеВ! ли с полевыми транзисторами, И., "Сов. радио", 198Â, с. 183 (прототип). ВНИИПИ Заказ 10326/46 Тираж 934 Подписное

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