Электрометрический усилитель заряда Советский патент 1987 года по МПК H03F3/70 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано При измерении электрических зарядов,.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенног го электрометрического усилителя.

Электрометрический усилитель заряда содержит усилитель 1 постоянного тока с дифференциальным входом, конденсатор 2, ключ 3, п дополнительных цепей 4,, отрицательных обратных связей, каждая из которых выполнена на дополнительном конденсаторе 5, дополнительном ключе 6, дополнительном усилителе 7 постоянного тока с дифференциальным входом, первом резисторе 8, втором резисторе 9, третьем резисторе 0, четвертом резисторе 11, источнике 12 опорного напряжения,

Предлагаемый электрометрический усилитель заряда работает следуюв им образом.

Перед началом измерения ключ 3 замыкается на короткое время и разряжает конденсатор 2, в результате чего электрометрический усилитель заряда подготавливается к работе.

Электрический заряд, поступающий на вход усилителя постоянного тока преобразуется на его выходе в пропорциональное напряжение Ug , кото рое до определенного значения изменяется согласно формуле

и -Sвых с

где Q - заряд, поступающий на вход усилителя 1 постоянного тока, С - еМ|КОсть конденсатора 2,

Конденсаторы 5 дополнительных цепей 4 обратных связей оказываются включенными между инвертирующим входом усилителя 1 постоянного тока и общей шиной через третий, четвертый резисторы 10 и 11, Погрешность д, которую они при этом вносят, определяется формулой rCs

к с;

где К - коэффициент усиления усилителя 1 постоянного тока, 21С j- суммарная емкость дополнительных конденсат оров 5 до938272

полнительных цепей 4 обратных связей в данный момент, При погрешность незначительна и может не приниматься во внима- 5 ние.

При достижении выходным напряже- Е, . 5- нием значения, равного

оп

R

(О

где EQPI - напряжение источника опорного напряжения, открывается дополнительный ключ 6, который включен таким образом, что напряжение источника 12, приложенное к нему через дополнительный усилитель 7 постоянного тока, закрывает его при величине сигнала меньще указанного значения. В результате открывания дополнительного ключа 6 замыкаются цепи отрицательной обратной связи, цепь дополнительного усилителя 7 постоянного тока через третий, четвертый резис- торы 10 и 11 и дополнительная цепь через дополнительный конденсатор 5 на вход электрометрического усилителя,

При этом коэффициент передачи дополнительной цепи отрицательной обратной связи равен

Кдоп об К,

где К - коэффициент передачи дополнительного усилителя постоянного тока 7, равный

1

10

oi, - коэффициент передачи делите.

ля, равный

Re Ко

0

5

Эквивалентная емкость С „ дополJXB

нительного конденсатора 5, подключающегося к входу , равна:

К8 5 Cg. ci К.

Электрический заряд, поступающий на вход усилителя 1 постоянного тока, .преобразуется на его выходе в напряжение в соответствии с новыми условиями;

V -У

вых г J. р

г

При наличии п дополнительных цепей 4 обратных связей и по мере их Q включения выходное напряжение электрометрического усилителя на каждом участке амплитудной характеристики равно:

V g

вых

-г --эхе

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства обеспечивается расширение диапазона измеряе5

мых зарядов путем получения кусочно- линейной характеристики преобразования.

Формула изобретения

Электрометрический усилитель заряда, содержащий усилитель постоянного тока с дифференциальным вхйдом, между инвертирующим входом и выходом которого включен конденсатор, параллельно которому включен ключ, причем неинвертирующий вход соединен с общей шиной, а инвертирующий вход и выход усилителя постоянного тока с дифференциальным входом являются соответственно входом и выходом электрометрического усилителя заряда, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, между выходом и входом усилителя постоянного тока с дифференРедактор Л. Повхан Заказ 395/58

Составитель Н.Дубровская Техред Л.Сердюкова

Тираж 902 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

диальным входом введено п дополнительных цепей отрицательных обратных связей, каждая из которых выполнена в виде дополнительного усилителя постоянного тока с дифференциальным входом неинвертирующий вход которого соединен с одним выводом первого резистора, «fro- рой вывод которого является вход ом. дополнительной цепи отрицательной обратной связи, а через второй резистор с источником опорного напряжения , между инвертирующим входом и общей шиной введен третий резистор, а между., инвертирующим входом и выходом включены последовательно соединенные четвертый резистор и дополнительный ключ, точка соединения которых соединена с одним выводом дополнительного конденсатора, другой вывод которого является выходом дополнительной цепи отрицательной обратной связи.

Корректор А.Тяско Подписное

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона. Усилитель содержит усилитель 1 постоянного тока с дифф. входом, конденсатор 2, ключ 3. Вновь введены п дополнительных цепей 4, ...4 от- рицат. обратных связей, каждая из которых выполнена на конденсаторе 5, ключе 6, усилитель постоянного тока с дифф. входом, резисторах 8-П, источнике 12 опорного напряжения. 1 ил. 8ыио8 (Л