Усилитель со стабилизацией нулевого уровня Советский патент 1986 года по МПК G01T1/24 

1

Изобретение относится к ядерной радиоэлектронике, в частности к спектрометрическим усилителям для полупроводниковых детек-;

торов.

Целью изобретения является повышение загрузочной способности усктпеля.

На фиг.1 приведена схема усилителя со стабилизацией нулевого уровря;. на фиг.2 - эпюры напряжений в харак -врных точках цепи обратной связЦ. .;

На фиг... 1 введены следующие обозначения: усилитель 1 с гальваническими связями, резистор 2, диоды 3 и 4, операционный усилитель 5 цепи обратной связи, фильтр низких частот б, конденсатор 7, второй резистор 8, третий резистор 9, дополнительные. диоды 10 и 11, четвертый резистор 12.

Выход усилителя 1 соединен через резистор 2 с общей точкой диодов 3 и 4, противоположные выводы диодов 3 и 4, а также неинвертирзпоцрй вход операционного усилителя 5 заземлены, выход операционного усилителя 5 соединен с входом фильра низких частот 6, а выкод этого фильтра - с неинвертирующим входом ус шителя 1, параллельно резистору 2 включен конденсатор 7, общая незаземленная точка диодов 3 и 4 соединена через резистор 8.с инвертирующим входом операционного усилителя 5, к которому подключен также резистор 9, другой вывод которого соединен с выходом операционого усилителя5, а параллельно резистору 9 включена цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора 12 и диодов 10 и 11,. соединенных друг с другом противопложными электродами.

Устройство работает следующим образом,

Если нет сигнала, компенсация флуктуации базовой линии на выходе усилителя происходит точно так, ка в прототипе. Влияние конденсатора при этом ничтожно, так как флукту.ации низкочастотные, а диоды 3 и 4 для колебаний малой амплитуды закрыты. Если импульсный сигнал с амплитудой более 0,5 В (фиг.2, эпюра 13), то он пройдет на вход операционного усилителя в основном через конденсатор, так как постоян1814062

ная времени RС -порядка длительности импульса (R - прямое сопротивление диода, с- емкость конденсатора) . При зтом сигнал будет в этой цепи и дифференцироваться, и ограничиваться (фиг.2, эпюры 14, где показаны неограниченный сигнал и уровни ограничения), он приобретает биполярную форму, у которой

jg площади положительной и отрицательной частей будут примерно равны. Для сигналов малой амплитуды (менее 0,5 В) диоды не действуют, дифференцирование останется с пос. тоянной времени КС,где R. - сопротивление резистора 8 (порядка 1 кОм), при этом площади положительной и отрицательной частей не равны. Однако после прохождения операционного

усилителя с диодами 10 и 11 в обрат- . ной связи (фиг.2, эпюры 15) все сигналы ограничатся на уровне примерно 0,05 В (с учетом резистора 12 - на уровне 1,5 В), тогда и малые

2J и больпше сигналы станут биполярными и с равными площадями положительной и отрицательной частей.Воздействия на основной усилитель от этих сигналов после прохоядения через фильтр низких частот практически нет. Относительно медленные флуктуации нулевой линии (в основном усилителе) цепь обратной связи устраняет, как в прототипе. При этом коэффициент усиления цепи обратной

35 I п

связи равен 100, (1,Ц8

1 кОм, Rg 200 кОм), и коэффициент обратной связи и подавление флуктуации достаточно велики. Шпульсные сигналы по цепи обратной связи не проходят, воздействия не оказывают. Это означает, что через основной усилитель можно пропустить гораздо большее число импульсов в секунду, чем в прототипе. Резистор 12 включен для того, чтобы расширить диапазон выходных сигналов операционного усилителя в цепи обратной связи до 1,5 Б,тогда как без него этот диапазон определялся бы только диодами 10,11 (0,5 В).Кроме того, этот резистор устраняет колебательность переходной характеристики. Экспериментальная проверка показьша ет,что использованиеизобретения позволяет увеличить загрузочную способ-i ность усилителя при постоянной времени формирования 2мксот 40 до 95кГц.

УСИЛИТЕЛЬ СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ НУЛЕВОГО УРОВНЯ, содержащий усилитель с гальваническими связями и цепь обратной связи, включающую в себя первьй резистор, два диода, фильтр низких частот, причемвходом устройства служит инвертирующий вход усилителя с гальваническими связями, выход которого является выходом усилителя и соединен через первый резистор с общей точкой диодов, в которой соединены анод одного и катод другого диодов, а противоположные выводы диодов заземлены, отличающийся тем, что, с целью повьшения загрузочной способности усилителя, в него введены конденсатор, операционный усилитель, второй, третий и четвертый резисторы, два дополнительных днода, причем конденсатор включен параллельно первому резистору, неинвертирующий вход операционного усилителя заземлен, а его инвертирующий вход соединен через второй резистор с общей незаз,емленной точкой диодов и через третий резистор - с выходом операционного усиСП лителя, а параллельно третьему резистору включена цепь, состоящая С из последовательно включенных четвертого резистора и двух дополни- тельных диодов, соед1;ненных друг тл с другом противоположными злектродами, выход операционного усилителя соединен с входом фильтра ас низких частот, а выход этого и фильтра - с неинвертирукщим входом усилителя с гальваническими о связями. О)

S

wv

s

«

MiVW

.2