Активный усилитель Советский патент 1984 года по МПК H03F9/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах автоматического управления, измерительной техники и защиты и управления вентильных преобразователей. Известен магнитный усилитель с . внешней отрицательной обратной связью по напряжению, выполненный по реверсивной или нереверсивной схеме содержащий обмотки: рабочую, управления и внешней отрицательной обрат ной связи, и выпрямитель, вход которого через рабочие обмотки подключен к выходу источника переменного напряжения, а выход - к обмоТ ке внешней отрицательной обратной связи СхЗ. Недостаток указанного усилителя невысокая линейность характеристики. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является а тивный усилитель, содержащий магнит ный элемент с обмотками: рабочей, .управляющей и обратной связи, опера ционный. усилитель, выход и вход которого соединены через элемент с первой передаточной функцией, элемент с второй передаточной функцией одним выводом подключенный к входу операционного усилителя, и резистор подключенный между выходом операцио ного усилителя и обмоткой обратной связи магнитного усилителя Г23 . К недостаткам известного активно го усилителя относится отсутствие обратной связи по постоянной состав ляющей, что также приводит к нелинейности характеристики при наличии постоянной составляющей во входном сигнале, Цель изобретения - повышение линейности усиления и улюньшение габаритов, Поставленная цель достигается тем/ что активный усилитель, содержащий магнитный элемент с обмотками: рабочей, управляющей и обратной связи, операционный усили гель, выхо и вход которого соединены через эле /мент с первой передаточной функцией элемент с второй передаточной функцией, одним выводом подключенный к входу операционного усилителя, резистор, подключенный между выходом операционного усилителя и обмоткой обратной связи магнитного усилителя снабжен дополнительным резистором, выпрямителем, источником переменного напряжения и источником напряжения смещения, а в качестве магнитного элемента применен магнитный ус литель , причем выходы источника напряжения смещения и выпрямителя соответственно через дополнительный резистор и элемент с второй передаточной функцией подключены к входу операционного усилителя, одни выводы источника переменного напряжения и рабочей обмотки магнитного усилителя объединены, а другие их выводы . подключены к одному и другому входам выпрямителя соответственло,. На фир. 1 представлена схема предлагаемого активного усилителя, на фиг, 2 - схема источника напряжения смещения, вариант выполнения/ на фиг, 3 - схема активного усилителя с реверсивным магнитным усилителем, вариант выполнения. Активный усилитель содержит м гнитный усилитель 1 с обмотками.: рабочей 2, управления 3 и обратной связи 4, источник 5 переменного напряжения, выводы которого подключены к выводам рабочей, обмотки 2 магнитного усилителя 1.через выпрямитель €, источник 7 напряжения смещения, подключенный к входу операционного усилит-еля 8 через добавочный резистор 9, элемент 10 с первой передаточной функцией, подключенный между входом и выходом операционного усилителя 8; элемент 11 с второй передаточной функцией, подключенный между выходом выпрямителя б и входом операционного усилителя .8, и резистор 12, подключенный между выходом операционного усилителя 8 и обмоткой 4 обратной связи магнитного усилителя 1, Источник 7 напряжения смещения может быть, выполнен из другого выпрямителя 13, подключенного входом через дроссель 14 к выходу источника 5 переменного напряжения 5 (фиг, 2), При использовании магнитного усилителя, выполненного по реверсивной схеме, и при напряжении смещения равном нулю рабочая обмотка 2 магнитного урилителя 1 разделяется на две обмотки, одни выводы которых объединены и подключены к одному выводу источника 5 переменного напряжения, а другие их выводы и другие вывода источника 5 пе- . ременного напряжения подключены к соответствующим входам выпрямителя б , : Активный усилитель работает еледующим образом. При наличии на обмотке 3 управления магнитного усилителя 1 входного напряжения по ней протекает входной ток, обеспечивающий на выходе операционного усилителя 8 выходное Напряжение, под действием которого в обмотке 4 обратной зи магнитного усилителя 1 протекает ток обратной связи. Магнитные потоки входного тока и тока обратной связи направлены навстречу друг другу.

При изменении величины входного напряжения изменяется постоянная составляющая магнитного потока, что вызывает изменение напряжения на выходе выпрямителя 6 и, следовательно, На выходе операционного, усилителя 8, Вследствие этого изменяется ток обратной связи, что вызывает иx юнeниe постоянной составляющей магнитного потока в направлении ее начального значения.

Параметры дросселя 14 выбирают таким образом, чтобы напряжение на выходе источника 7 напряжения смещения изменялось с изменением выходного напряжения источника 5 переменного напряжения пропорционально изменению напряжения на вцходе выпрямителя 6. Бла годаря этому найряжение на выходе бперационногЬ усилителя 8 не зависит от и.зменений напряжения источника 5 переменного напряжения. При выполнении ма-г нитного усилителя по реверсивной схеме и напряжении смещения равном нулю выходное напряжение магнитного урилителя таково, что постоянная составляющая магнитного потока и 9 напряжение на выходе выпрямителя 6 равны нулю. При изменении вё.личины входного напряжения изменяется величина входного тока. Это вызывает

появление постоянной составляющей магнитного потока магнитного усилителя и напряжения на выходе выпрямителя 6, под действием которого выходное напряжение операционного усилителя 8 и ток в обмотке 4 обратной связи изменяются до тех пор, пока постоянная составляющая магнитного потока магнитного усилителя и напряжение на выходе выпрями0теля 6 не примут нулевое значение. Так как постоянная составляющая магнитного потока сохраняется неизменной и равной нулю, характеристика активного магнит ного усилителя линейно независима от формы кривой

5 намагничивания материала сердечников.

Благодаря неизменности постоянной составляющей магнитного потока магнитного усилителя, а следовательно, и выходного напряжения выпрямителя б, характеристика вход - выход активного усилителя линейна и. не критична к форме кривой намагничивания матери ала сердечника магнитного

5 усилителя ВАХ вентилей выпрямителя. Это позволяет уменьшить габариты усилителя.

Применение изобретения позволяет повысить линейность характеристики

0 усилителя при уменьшении габаритов.

АКТИВНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий ;Магнитньй элемент с обмотка ми: рабочей, управляющей и обратной связи, операцион ный усилитель, выход и вход кбтброгсз соединены через элемент с первой передаточной функ- ;цией, элемент с .второй передаточ- . ; ной функцией, одним выводом подключенный к входу операционного усилителя, и резистор, подключенный между выходом операционного усилителя ;И: обмоткой обратной связи магнитного усилителя, от. личающи й-: .с я тем, что, с целью повышения линейности .усиления и уменьшения Габаритов, он снабжен дополнительным резистором, выпрямителем, источни- . ком переменного напряжения и источ ником напряжения смещения, а в качестве магнитного элемента П1й1менен магнитный усилитель, причем выходы источника напряжения смещения-и выпрямителя соответствейно через дополнительный ; резистор и элемент.с ВТОрой передаточной функцией подйлюче- Щ ны к входу операционного укзилителя,. одни вывода источника переменного напряжения и рабочей обмотки магнитного усилителя объединены, а другие .В.ЫВОДЫ подключены к одному и дру; гому- входам выпрямителя соответственной