Усилитель Советский патент 1983 года по МПК H03F1/34 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и пред назначено для использования в измерительных усилиталях. Известен дифференциальный усилитель с обратной связью, содержащий усилитель сигнала, усилитель обратной связи синфазного сигнала и усилитель обратной связи дифференциаль ного сигнала C-i- « Недостатком известного дифференциального усилителя с обратной связью является высокий уровень нелинейных искажений. Наиболее бли-зким к изобретению является усилитель, содержащий дифференциальный усилитель сигнала, снабженный дополнительным неинвертирующим входом, .вход, которого 000 динен с одним входом сумматора, выход через аттенюатор подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен с ,рыходом усилите ля ошибки С2 . Недостатком данного усилителя является высокий уровень нелинейных и динамических искажений. Цель изобретения - уменьшение нелинейных и динамических искажений Поставленная цель достигается тем, что в усилителе, содержащем дифференциальный усилитель сигнал а, снабженный дополнительным неинверти рующим входом, вход которого соединен с одним входом cyMiviaTopa, выход через аттенюатор подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен с выходом усилителя ошибки усилитель ошибки охвачен управляемой цепью обратной связи, а между выходом усилителя ошибки и дополнительным неинвертирующим входом дифференциального усилителя сигнала введен управляемый аттенюатор, при этом между выходом усилителя и управляющими входами управляе-мой цепи обратной связи и управляемого аттенюатора введены соответственно перв и вторая дифференцирующие цепочки. На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого усилител Усилитель содержит - дифференциаль ный усилитель 1 сигнала с дополнительным неинвертирующим входом, сум матор 2, , аттенюатор 3, усилитель 4 ошибки, управляемый аттенюатор 5, управляемую цепь б обратной связи, первую дифференцирующую цепочку 7, вторую дифференцирующую цепочку 8. Усилитель работает следующим образом. Дифференцированный входной с,игна поступает на симметричный вход дифференциал ного усилителя 1 сигнала и усиленный-в К раз снимается с вы хода дифференциального усилителя 1 сигнала поступает на выход усилител Сумматор 2, на первый вход которого Поступает входной сигнал Up , а на второй вход через аттенюатор 3 поступает выходной сигнал устройства, выделяет на выходе разностный сигнал ошибки UQ , который после усиления усилителем 4 ошибки в К раз и ослабления управляемым аттенюатором 5 в Кд раз вводится в дополнительный неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 сигнала, С выхода усилителя 4 ошибки часть, его выходного сигнала через управляющую цепь б обратной связи вводится на вход усилителя 4 ошибки, образуя, петлю местной обратной связи (ОС). С выхода дифференциального усилителя 1 сигнала на управляющие входы управляемого аттенюатора 5 и управляемой цепи 6 обратной связи подается соответственно через первую и вторую дифференцирующие цепи 7 и 8 выходной сигнал устройства. Если выполняется условие баланса А вх где К. - коэффициент передачи аттенюатора 3 , то UQ ВЫХ К д- UB 0. Напряжение ошибки, вводимое в дополнительный вход дифференциального усилителя 1 сигнала овых UQ, к - 0. Если по тем или иным причинам (например, в результате линейных или нелинейных искажений сигнала в дифференциальном усилителе 1 сигнала) условие баланса (l) не выполняется, то возникающее напряжение ошибки и , усиленное усилителем 4 ошибки в Кр .-; раз, ослабленное управляемым аттенюатором 5 в Кд раз и введенное в соответствующей фазе -в допблнительный вход дифференциального усилителя 1 Л сигнала, стремится скомпенсировать | ошибку выходного сигнала устройства При невысоких скоростях нарастания фронтов входного сигнала уровни управляющих воздействий на управляющих входах управляемого аттенюатора и управляемой цепи 6 обратной связи также малы. При этом управляемый аттенюатор 5 имеет малое затухание, управляемая цепь б обратной связи находится в состоянии, обеспечивающем максимальный коэффициент усиления усилителя 4 ошибки, что обеспечивает наибольшую глубину дифференциальной обратной связи (ДОС). При увеличении скорости нарастания фронтов выходного сигнала увеличение уровней управляющих воздействий на управляющих входах управляемого аттенюатора и управляемой цепи 6 обратной связи соответственно приводит к

увеличению затухания управляемого аттенюатора 5, а управляемая цепь 6 обратной связи переходит в состояние при котором местная ОС уменьшает усиление усилителя 4 ошибки.

Таким образом, глубина ДОС изменяется при изменении характеристик входного сигнала, принимая минимальное значение при высоких скоростях нарастания фронтов. Изменение глубины месной ОС в усилителе 4 ошибки при изменении глубины управляемой цепи б обратной связи, кроме изменеВИЯ коэффициента передачи усилителя, обеспечивает модуляцию его полосы пропускания, что дополнительно улучшает динамические характеристики устройства, т.е. его точность в динамическом режрме.

Включение управляемого аттенюатора 5 в качестве делителя выходного напряжения ошибки UQ; с вьрсода усилителя 4 ошибки увеличивает глубину модулЯШ1И ДОС, позволяя получить Ко- Кд. 1 . .

В качестве дополнительного входа дифференциального усилителя 1 си1 нала могут быть использованы, например, хода1 установки смоцёнйя нуля или ёхолы коррекции дафференциального усилительного каскада,т.е.в предлагаемом усилителе обеспечивается повышение точности за счет снижения искажений.

Предлагаемое устройство может быть применено в составе многоканального телеметрического, измерительного комплекса в качестве прецизионного быстродействующего измерительного усилителя.

УСИЛИТЕЛЬ, содержащий дифференциальный усилитель сигнала, снабженный дополнительным неинвертирующим входом, вход которого соединен с одним входом сумматора, выход через йттеШ)агор подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен с входом усилителя ошибки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных и динамических искажений, усилитель ошибки охвачен управляемой цепью обратной связи, а между выходом усилителя и дополнительным неинвертирующим входом дифференциального усилителя сигнала введен управляемый аттенюатор. При этом между выходом усилителя и управляющими входами уцравляемой цепи обратной связи и г управляемого аттенюатора введены соответственно первая и вторая диффе- ренцирующие цепочки. (Л