Усилитель постоянного тока с развязкой Советский патент 1986 года по МПК H03F3/38 

1241415

пряжение вызьгоает протекание тока постоянный магнитный поток. Цель компенсации через Р 19, О 22 и Р 21, достигается введением Р 15, 18, 19, создающирЧ встречный компенсирующий 16, 1/, ОВ 20 и О 22, 1 ил.

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использова но для гальванической развязки аналоговых сигналов в системах сбора данных.

Целью изобретения является повьше- ние стабильности коэффициента усиления.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя постоянного тока с развязкой.

Усилитель постоянного тока с развязкой содержит первый операционный усилитель 1, развязывающие фильтры 2 и 3, мостовой выпрямитель 4, пер- вичную обмотку 5 развязьтающего тран- сформатора 6, первую общую шину 7, двухтактный транзисторный автогенератор 8 с трансформаторной связью, первую и вторую коллекторные обмотки 9 и 10, измерительный резистор 11, второй операционный усилитель 12, резисторы 13, вторую общую шину 14, дополнительный измерительный резистор 15, первый и второй RC-фильтры 16 и 17, первый и. второй управляемые резисторы 18 и 19, однополупериодный выпрямитель 20 с выходным сглаживающим фильтромj нагрузочнЬй резистор 21, компенсирующую обмотку 22.

Усилитель постоянного тока с развязкой работает следующим образом.

Переменное напряжение, индуцируемое двухтактным транзисторным автогенератором 8 на первичной обмотке 5 развязывающего трансформатора 6, выпрямляется мостовым выпрямителем 4 и после фильтрации развязывающими фильтрами 2 и 3 используется для питания первого операционного усилител (ОУ) . Выходное напряжение однопо- пупериодного выпрямителя 20 подается на первый управляемьй резистор 18, в качестве которого может быть исполь- зован биполярньп 1 или полевой транзистор, оптрон и т.п.

5 0 0

5

,

При отсутствии сигнала на входе усилителя постоянного тока относительно первой общей шины 7 ток через вый управляемьш резистор 18 не протекает, и токи в первой и второй коллекторных обмотках 9 и 10 двухтактного транзисторного автогенератора 8 равны ме:жду собой. Дифференциальное напряжен:не, подаваемое с измерительного резистора 1I и дополнительного измерительного резистора 15 через первьш и вторби: RC-фильтры 16 и 17 на входы второго операционного усилителя 12, равно нулю, поэтому ток через второй управляемый резистор 19 не протекает, и напряжение на выходе усилителя постоянного тока с развязкой относительно второй общей шины 14 отсутствует.

При подаче входного сигнала через часть первичной обмотки 5, соединенную с однополупериодным выпрямителем 20, протекает ток, постоянная составляющая которого определяется сопро- тивление м первого управляемого резистора 18. Включение первого управляемого резистора 18 в цепь отрицательной обратной связи первого операционного усилителя 1 обеспечивает линейную зависимость этого тока от величины входного сигнала. В сердечнике развязывающего трансформатора 6 возникает постоянной магнитный поток, который нарушает ргшенство токов в первой и второй коллекторных обмотках 9 и И) дазухтактного транзисторного автогенератора 8, В результате между соответствующими вьшодами измеритель- iioro резистора Пи дополнительного измерительного резистора 15 появляется дифференциальный сигнал, который усиливае тся вторым операционным усилителем 12. Вых:одное напряжение второго операционного усилителя 12 вызьг- вает протекание тока компенсации через последовательно соединенные

второй управляемый резистор 19, компенсирующую обмотку 22 и нагрузочный резистор 21. Постоянный магнитный поток, создаваемый этим током, направлен встречно по отношению к потоку, создаваемому выходным током первого операционного усилителя 1 в первичной обмотке 5j и благодаря большому коэффициенту усиления второго операционного усилителя 12 его уравновешивают, при этом ток компенсации и падение напряжения на нагрузочном резисторе 21 пропорциональны току в первичной обмотке 5, а следовательно, и величина входного сигнала вне зависимости от дестабилизированных факторов. Вькодное напряжение усилителя постоянного тока с развязкой . определяется соотношением

2 W,

22

R,,

и

е ;

де W. и W,, К„иВ

гг

1

и

6Х

количество витков . первичной обмотки 5 и компенсирующей обмотки 22;

сопротивление нагрузочного резистора 21 и резистора 13 соот- ветственно напряжение на входе.

Формула изобретения

Усилитель постоянного тока с развязкой, содержащий первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом усилителя постоянного тока с развязкой, а щины питания через развязывающие фильтры подключены к соответствзтющим выходам мостового выпрямителя, входы которого соединены с первым и вторым вьшо- дами первичной обмотки развязывающего трансформатора, средний вьшод коСоставитель П. Дик Редактор А. Долинич Техред Н.Бонкало Корректор И. Муска

Заказ 3611/53

Тира 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10

15

20

414154

торой соединен с первой общей пленой, двухтактный транзисторный автогенератор с трансформаторной связью, первая и вторая коллекторные обмотки которого являются обмотками развязывающего трансформатора, причем первый вьшод первой коллекторной обмотки соединен с первым вьюодом измерительного резистора, а также второй операционный усилитель и резистор,. о т- личающийс я тем, что, с це- .лью повышения стабильности коэффициента усиления усилителя постоянного тока с развязкой, второй вьшод измерительного резистор соединен с второй общей шиной, между первым выводом второй коллекторной обмотки и второй обще.й шиной включен дополнительный измерительный резистор, между первыми вьшодами первой и второй коллекторных Обмоток и входами второго операционного усилителя включены соответственно первый и второй RC-фильтры, выходы первого и второго операционных усилителей подключены к управляющим входам введенных первого .и второго управляемых резисторов соответственно, при этом первый вывод первого управляемого резистора подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через первый резистор - к первой общей шине, а второй вьюод - к выходу введенного однополупериодного вьтрямителя с выходным сглаживающим фильтром, вход которого подключен к первому выводу первичной обмотки развязывающего трансформатора, между первым вьшодом второго управляемого резистора, который является выходом уснли- . теля постоянного тока с развязкой, и второй общей шиной включен нагрузочный резистор, а между вторым выводом второго управляемого резистора и шиной источника питания включена компенсирующая обмотка ра звязьшающе- го трансформатора.

25

30

35

40

45

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - повышение стабильности коэффициента усиления. Устройство содержит два операционных усилителя 1 и 12, два развязьшающих фильтра 2 и 3, мостовой выпрямитель 4, развязьшающий тр-р 6 с первичной и компенсирующей обмотками (0) 5 ti 22, две общие шины 7, и 14,. двухтактный транзисторный автогенератор 8 с трансформаторной связью и двумя коллекторными О 9 и 10, резистор (Р),13, два измерительных Р II и 15 два RC-фильтра 16 и 17, два управляемых Р 18 и 19, одно- полупериодный выпрямитель (ОВ) 20 с выходным сглаживающим фильтром и нагрузочный Р 21. При подаче входного сигнала через часть 05, соединеннзпо с ОВ 20, протекает линейно зависимый ток, постоянная составляющая которого, определяется сопротивлением Р 18. В сердечнике тр-ра 6 возникает постоянный магнитный поток, нарушающий равенство токов в О 9 и 10. В результате между Р 11 и 15 появляется диф. сигнал, усиливаемый операционным усилителем 12, Его выходное на- i (Л to 4 ел