Измерительный усилитель Советский патент 1985 года по МПК H03G3/20 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано как измерительный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. По основному авт.св.№ 902212 известен измерительный усилитель, содержащий два операционных усилителя и подключенный параллельно выходу первого операционного усилителя резистивн1 й делитель, первый и третий отводы которого соединены с инвертирующими входами соответственно перво го и второго операционных усилителей выход второго операционного усилител соединен со вторым отводом резистивного делителя, к первому отводу резистивного делителя подключен одним выводом элемент с регулируемым сопро тивлением, при этом неинвертирующие входы операционных усилителей являют ся входами измерительного усилителя, резистивный делитель снабжен дополни тельным отводом, расположенным между вторым и третьим отводами резистивного делителя, при. этом другой вывод элемента с регулируемым сопротивлением подключен к дополнительному отводу резистивного делителя у . Однако известный измерительньй усилитель не может обеспечить усиление сигналов от двух последовательно соглашено включенных незаземленных источников сигналов.. Цель изобретения - обеспечение усиления сигналов от двух последова,тельно согласно включенных незаземлённых источников сигналрв. Поставленная цель достигается тем, что в измерительный усилитель, содержащий два операционных усилителя и подключенньй параллельно выхо ду первого операционного усилителя ризистивной делитель, первый и третий отводы которого соединены с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усили телей, выход второго операционного усилителя соединен с вторым отводом резистивного .целителя, к первому отводу резистивного делителя подключей одним выводом элемент с регулируемым сопротивлением, при этом неинвертирующие входы операционных уси лителей являются входами измерительного усилителя,, резистивный делитель снабжен дополнительным отводом, расположенным между вторым и третьим отводами резистивного делителя, при 85i этом другой вывод элемента с регули руемым сопротивлением подключен к дополнительному отводу резистивного делителя,- введены повторитель напряжения, выполненный на. третьем операционном усилителе, вход которого является третьим входом измерительного усилителя, а выход подсоединен к другому крайнему отводу резистивного делителя, первый дс-полнительный резистор, включенный между выходом повторителя напряжения и первым отводом резистивного делителя, и второй дополнительньй резистор, включенный между третьим отводом резистивного делителя и общей шиной. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема измерительного усилителя. Измерительный усилитель содержит операционные усилители 1 и. 2, резистивный делитель, выполненный в виде резисторов 3-7, элемент 8 с регулируемым сопротивлением, повторитель напряжения 9 на третьем операционном усилителе, первьй и второй дополнительные резисторы 10 и 11 соответственно. К первому, второму и третьему входам измерительного усилителя приложены относительно общей щины напряжения соответственно U-| , и , U/J, между первым и вторым входами действует напряжение , между вторым и третьим входами - Ug. Выходное напряжение Ug, измерительного усилителя приложено между выходной клеммой и общей шиной. Устройство работает следующим образом. Поступающие на его входы сигналы и, и, и (и прои5;водные сигналы 4 Ug) усиливаются по принципу суперпозиции усилителями на операционных усилителях.1 и 2, при этом соответствзпощие сигналы подвергаются последовательному ускшению обоими упомянутыми усилителями. Коэффициент усиления совокупности сигналов устанавливается элементом с регулируемым сопротивлением 8. В выходном напряжении Ug,,,j присутствует в виде составляющей каждьй усиленньй сигнал. Примем номинал:ьную величину сопротивления каждого из резисторов 3, 4, 6, 7 и 10, равной R, каждого из резисторов 5, 11 - 2R, элемента 8 - г. Общее обозначение каждого из резисторов составим из, буквы R и индекса, соответствующего номеру резис тора на чертеже. Сопротивления эквивалентных резисторов, полученных в результате преобразования треуголь ника сопротивлений 4, 5 и 8 в звезду обозначим соответственно через R 58, R 48, R 45, где для каждого из резисторов цифры составлены из номеров, примыкающих к вершине резисторов . Напряжение на отводах резистив- ного делителя обозначим буквой U с цифрами, соответствующими номерам примыкающих к отводу резисторов.Меж ду,входами каждого из операционных усилителей напряжение равно нулю благодаря действию отрицательной обратной связи. При расчете учтем, что напряжение на резистивном делите ле, состоящем из резисторов 3-7, рав UL-lJr((U4-U5l (1) Напряжение, приложенное к первому дополнительному резистору 10, равно , при этом составляющая выходного напряжения, определяемая первым дополнительным резистором 10, равна C-r-i 4 U5), Напряжение, приложенное ко втором дополни :ельному резистору 11, равно Uo+2U5, при этом составляющая.выходного напряжения, определяемая вторым дополнительным резистором 11 равна Иг гчя. - . R: R ( . (U,+ 2U5V Общий вьрсодной сигнал устройства на основании принципа суперпозиции с учетом соотношений (1), (2), (3) равен: b,.,,,tu;;,,((u44U5u + иИи,иО-(Ц 2и51 Цт Ни4-и5). (4). Последнее соотношение (4) свидетельствует о том, что устройство инвариантно к сигналу Ua на третьем (опорном) входе. Сигнал U является синфазным и подавляется, что и позволяет усиливать сигналы и, Uj двух последовательно согласно включенньЬс источников:(ни один из которых не связан с общей шиной) на фоне подав яемого синфазного сигнала V Далее производим замену входных сигналов в (4) следующим образом Ц Ui-и2 (5) Поставив (5), (6) в (4), получим R 3( +1)(U -2U2-U3) (7) Уравнение (7) свидетельствует об усилении всех трех входных сигналов, приложенных к трем входам усилителя относительно общей пшны при наличии общей регулировки элементом с регулируемым сопротивлением 8, при этом в предложенном устройстве по третьему входу обеспечиваем постоянное отношение коэффициентов усиления по этому входу и по любому из двух других входов. Это обеспечивает расширение функциональных возможностей измерительного усилителя.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ по авт. св. № 902212, о т л.и ч а ющ и и с я тем, что, с целью обеспечения усиления сигналов от двух последовательно согласно включенных незаземленных источников сигналов, в него введены повторитель напряжения, выполненный на третьемоперационном усилителе, вход которого является третьим входом измерительного усилителя, а выход подсоединен к другому крайнему отводу резистйвного делителя, первый дополнительный резистор, включенный между выходом nor вторителя напряжения и первым отводом резистйвного делителя, и второй дополнительный резистор, включенный между третьим отводом резистйвного делителя и общей шиной. сл