Усилитель Советский патент 1983 года по МПК H03F3/45 

(i) УСИЛИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для усиления разностных и ослабления синфазных сигналов.

Известен усилитель, содержащий первый, второй и третий операционные уеилители, охваченные через собтйётctвyющиe первый, второй и третий резисторы отрицательными обратными связями, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей являются дифференциальным входом усилителя, а их инвертирующие входы через резистианый делитель соединены между собой, выходы первого и второго операционных усилителей через четвертый и пятый резисторы подключены к дифференциальному входу третьего операционного усилителя, неинвертируюший вход которого через шестой резистор соединен с общей шиной, а выход является выходом усилителя 1 3.

Однако в известном усилителе не обеспечивается хорошее подавление синфазной составляющей входного сигнала в связи с имеющимся разбросом величины сопротивлений резисторов в цепях обратных связей.

Цель изобретения - увеличение коэффициента ослабления синфазных сигналов при более низком классе точности резисторов в цепях внешних обратных связей.

Поставленная цель достигается тем, что между средней точкой резистивного делителя и общей шиной подключен элемент с отрицательным сопротивлением. Кроме того, элемент с от-, рицательным сопротивлением выполнен на четвертом операционным усилителе, охваченном положительной и отрицательной обратными связями соответственно через седьмой и восьмой резисторы, причем между его инвертирующим входом и об1дей шиной включен девятый резистор . 3lOO На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя. Усилитель содержит три операционных усилителя (ОУ) -ОУ, , ОУ.,, ОУ с

дифференциальным входом и несимметричным выходом, охваченные через резисторы 1-3 соответственно цепями отрицательной- обратной связи, неинвертирующие входы ОУ и ОУ2 образуют дифференциальный вход измерительного усилителя, их инвертирующие входы соединены между собой через резистивный делитель k, а выходы через резисторы 5 и 6 подключены к дифференциалькому входу ОУ, неинвертирующий вход которого.через резистор 7 соединен с корпусом, к средней точке резистивного делителя 4 подключен элемент с отрицательным сопротивлением, содержащий четвертый ОУ, охваченный через резисторы 8 и 9 соответственно цепями положительной и отрицательной ..обратной связи, при этом инвертирующий вход ОУ4. через резистор 10 соед нен с общей точкой схемы . Усилитель работает следующим обра зом. При отсутствии элемента с отрицательным сопротивлением входные ОУ и ОУ2 образуют дифференциальный буфер ный каскад, коэффициент передачи ко торого для синфазного сигнала равен единице . При введении элемента с от риц.ательным сопротивлением коэффициент усиления синфазного сигнала К равен к.6.J . к ) Ч К где Yпроводимость соответствующего резистора . Y - F среднее значение проводимостей в цепи отрицательной обратной связи ОУ и ОУ2; коэффициент усиления ОУ , охваченного цепью отрицатель ной обратной связи характеризует точность подстройки сопротивления в наг рузке f.-f9f- Следовательно коэффици.ент ослабления синфазных помех входного каска и с элементом на ОУ ,--Ko,/f,.

,

4€.

Яг Я7

-i

20-11, R 1- RGlR7

Ь-и

Р«в

( 2. эрактеризует точность подстройки резисторов),

Для всего усилителя коэффициент ослабления синфазного сигнала может быть в первом приближении определен произведением

косе косе-КОСО . 1 1

Таким образом, точность подбора I+tl Выходной каскад на ОУ преобразует дифференциальный сигнал в несимметричный выходной по аналогии с известной схемой. Его коэффициент ос5 лабления синфазного сигнала равен внешних резисторов определяет величину косе. Если считать, что резисторы в первом каскаде, включающем элемент с- отрицательным сопротивлением, и во втором каскаде на ОУ подбираются с одинаковой точностью, то в предлагаемом усилителе значение Косе значительно выше, чем в извеCTJHOM. При заданном значении КОеС требуется , например, подбор резисторов в предлагаемом усилителе с точностью 10, тогда в известном для того, чтобы обеспечить заданный КОСС, необходимо увеличить точность подСора резисторов в 3 раза, а при Е 1% в предлагаемом, в известном усилителя на 3-х ОУ для .заданного косе следует обеспечить 0,. Подключение элемента с отрицательным сопротивлением требует обеспечения условий устойчивой работы. Усилитель устойчив, когда коэффициент положительной обратной связи не превышает коэффициент отрицательной обратной связи. образом, необходимо удовлетворить условию Предлагаемое устройство снижает требования к точности резисторов. не ухудшая КОСО (для данного случая допустимо рассогласование резисторов в пределах 2.) , что, в конеч