Устройство для защиты электрометрического усилителя от перегрузок Советский патент 1983 года по МПК G01R1/36 

f d

сл

о: о

СП

00

Изобретение относится к электрометрической технике и предназначено для использования, например, в аппаратуре при исследовании потоков заряженных частиц космической плазмы методом плавакяцего потенциала.

Известно устройство для защиты электрометрического усилителя от перегрузок, содержащее два диода, включенных встречно-последовательно между входом и выходом усилителя си.

В указанном устройстве отслеживание емкости диодов и внутреннего сопротивления обеспечивается лишь при наличии усилителя с коэффициентом передачи, равным единице. Данное обстоятельство существенно сужает область практического исполь- зования. известного устройства. При этом срабатывание заадиты имеет мес то только при достижении выходйым сигналом напряжения питания, т,е. усилитель работает в нелинейнойчасти проходной характеристики, jSaрактегизуется низкой точностью измерения. Кроме того, в устройстве не ;предусмотрена регулировка уровня срабатывания защиты.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для защиты измерительного усилителя, в том числе и электрометрического, от прегрузок, содержащее два токоограничиваквдих резисторов, включенных во входные цепи усилителя, и два диода, подключенных ко входам последнего разноименными электродами C2j.

Недостаток устройства проявляется в его влияни на измерительный процесс. Это влияние выражается главным образом в генерации шумов обратносмещенными р-п переходами диодов.

Целью изобретения является уменьшение влияния защитного устройства На процесс измерения, осуществляемый с помощью электрометрического усилителя,

Поставленная цель достигается те что в устройство для защиты электрометрического усилителя от перегрузок, содержащее токоограничивающий резистор, -включенный во входную цепь электрометр1ического усилителя, и два диода, подключенных к входу последнего разноименными электродами, введен регулирукадий усилитель, вход которого соединен с выходом электрометрического усилителя, а выход - с другими электродами диодов, причем коэффициент передачи регулируквдего,-усилителя выбран из условия достижения единичного произведения коэффициентов передачи обоих усилителей, а верхняя граница его динамического диапазона установлеНа меньшей или раиной границе электл рометрического усилителя.

На чертеже ,ана функциональная схема предложенного устройства дл защиты электрометрического усилителя от перегрузок.

Устройство содержит токоограничивающий резистор 1, включенный во входную цепь электрометрического усилителя 2, регулирующий усилитель 3, вход KOToporjD соединен с выходом усилителя 2, и два диода 4 и 5, подключенных встречнопараллельно между входом усилителя 2 и входом усилителя 3.

Устройство работает следующим образом

В отсутствии сигнала к диодам 4 и 5 приложено нулевое смещающее напряжение, т.е. они заперты. При подаче сигнала (как с переменной, так и с постоянной составляющей/ происходит его усиление в электрометрическом усилителе 2, с выхода которого поступает для дальнейшей обработки (например, для преобразования в цифровой код), а также на йход регулирующего усилителя 3 Поскольку сквозной коэффициент передчи, определяемый произведейием коэффициентов передачи электрометрического усилителя 2 и регулирующего усилителя 3, равен единице, сигналы на электродах йстречно-параллельно включенных диодов 4 и 5 совпадают по амлитуде и фазе, т.е. ни постоянная, ни переменная составляющие тока сигнала через диоды 4 и 5 не протекайт. Не происходит также шунтирования входного сопротивления электрометрического -усилителя 2 как по постоянной составляющей за счет внутреннего сопротивления закрытых диодов 4 и 5 так и по переменной составляющей за счет межэлектродных емкостей диодов 4 и 5). Диоды 4 и 5 работают все Время при нулевом смещающем напряжении. При этом отсутствуют характерныедля известных устройств шумы обратносмещенного р - ь перехода одного из диодов.

При подаче сигнала, превышающего верхнюю границу динамического диапазона регулирующего усилителя 3, падение напряжения На. диодах 4 и 5 становится отличным от нуля, один из них (в зависимости от полярности входного сигналаf открывается, предотвращая перегрузку электрометрического усилителя 2.

Верхняя граница динамического диапазона регулирующего усилителя 3 устанавливается Так, чтобы исключить перегрузку электрометрического .усилителя 3 как по входу, ,так и по выходу т.е. как уже отмечалось, меньшей, или равной верхней границе динамического диапазона электрометрического

310560584

урилителя 2 и может легко регулиро-ды 4, и 5, при перегрузке электрометваться, например, при использованиирического усилителя 2.,

в качестве регулирующего усилителя 3 Таким образом применение петли

;ограничителя с регулировкой уровняследящей положительной обратной свяограничения.зи позволяет исключить влияние заРезИстор 1 служит для ограниче-рения,и,как следствие,повысить точния тока, протекающего через дио-Ность электрометрического усилителя.

5щитного устройства на процесс Изме

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗМЦИТЫ ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащее токоограничивагощий , резистор, включенный в входную цепь электрометрического усилителя, и Два диода, подключенных к входу последнего разноименными электродами, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния защитного устройства на процесс измерения, В него введен регулирующий усилитель , ВХОД которого соединен с выходдм электрометрического усилителя, а ВЫХОД - с другими электродами Диодов, причем коэффициент передачи регулирующего усилителя выбран из уловия достижения единичного произведения коэффициентов передачи обоих усилителей, а верхняя граница его динамического диапазона установлена меньшей или равной границе электрометрического усилителя.