Измерительный усилитель Советский патент 1987 года по МПК H03F1/34 

20

25

113224

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в системах сбора данных и связи с объектами5 а также в различных радиотехнических устройствах при построе- НИИ помехоустойчивых усилителей с нормированным коэффициентом усиления„

Цель изобретения повышение быстродействия „

На чертеже представлена структур- ffl мая электрическая схема измерительного усилителя.

Измерительный усилитель содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, с первого по четвертый дели- 15 телн 3-6 напряжения,, выполненные каждый на первом и втором резисторах 7 и 8, источник 9 опорного напряжения

Измерительный усилитель работает следующим образом.

При отсутствии сигналов на первом и втором входах измерительного усилителя и выходе источника 9 опорного напрялсения на неинвертируюп(ем входе второго операционного усилителя 2 сигнал также отсутствует. Поскольку второй операционный усилитель (ОУ) 2 охвачен через второй делитель 4 отрицательной обратной связью, то на его 30 инвертирующем входе, а следовательно и на неинвертирующем входе первого ОУ 1 сигнал тоже отсутствует. Аналогичное состояние усталавливаются и на инвертирующем входе первого ОУ 1j так как он охвачен отрицательной обратной связью через первый делитель 3 напряжения.

Такое состояние возможно только при нулевых выходных напряжениях пер- JQ вого 1 и второго 2 ОУ„ Таким образом, при отсутствии сигналов на первом и втором входах измерительного усилитея и на выходе источника 9 опорного напряжения на выходе измерительного 5 усилителя сигнал также отсутствует.

При наличии синфазных сигналов на ервом и втором входах измерительного стройства на неинвертирующем входе второго ОУ 2 выделяется часть этого о сигна-па, соответствующая коэффициену деления третьего делителя 5 напряения. Такое же напряжение выделяетя на инвертирующем входе второго ОУ 2, Теперь напряжение на неинвертирую- ем входе первого ОУ 1 определяется оэс)фициентом деления четвертого де- 7ителя 6 напряжения и напряжениями точках, ме;-кду которыми он подклю35

0

5

4

fl

15

0

JQ 5

о

5

142

чен, т.е. напряжения;ми на втором входе измерительного усилителя и на инвертирующем входе второго ОУ 2. Если коэффициенты деления первого 3 и четвертого 6 делителей напряжения выбраны одинаковыми, при равенстве напряжений на первом и втором входах измерительного усилителя (синфазный входной сигнал) равенство напряжений на инвертирующем и неинвертирующем входах первого ОУ 1 обеспечивается только тогда, когда на выходе первого ОУ 1 напряжение равно напряжению на инвертирующем входе второго ОУ 2, В этом случае параметры делителей 3-6 напряжения всегда могут быть выбраны с возможностью обеспечения нужного коэффициента ослабления синфазных входных напряжений.

Пусть первый и четвертый делители З-б напряжения построены на последовательно включенных первом 7 и втором 8 резисторах. При равенстве отнощения второго резистора 8 к первом резистору 7 в первом 3 и четвертом 6 делителях напряжение к второму резистору 8 второго делителя 4 напряжения приложено с сторон, одинаковое напряжение и ток через него не протекает. Таким образом, его номинал никак не сказывается на реакции схемы на синфазные входные напряжения. Теперь достаточно обеспечить равенство отношения второго резистора 8 к первому резистору 7 в третьем делителе 5 напрялсения отношению суммы первого 7 и второго 8 резисторов четвертого делителя 6 напряжения к первому резистору 7 второго делителя 4 напряжения, чтобы ка зыходе измерительногс усилителя сигнал отсутствовал независимо от входных синфазных напряжений. Выходное напркх ение в такой схеме поясняется только при наличии на ее первом и втором входах разностного (дифференциального) напряжения. Нужный коэффициент усиления устройства, Тов. отношение выходного напряжения к разности входных, напряжений5 устанавливается подбором номинала второго резистора 8 второго дегштеля 4 напряжения при неизменнъгх параметрах всех остальных элементов устройства, что не сказывается на работе схемы в режимах, paccMOTpevjHbix ранее5, т.е. при отсутствии сиг 1алоп на входах или при синфазных входных напряжениях. При этом в выходном напряжении первого ОУ 1 имеется со(1 авляющая, отележивающая напряжение на инвертирующем входе второго ОУ 2. Уменьшению коэффициента усиления второго ОУ 2 сопутствует появление разностного сигнала между его инвертирующим и неинверти- рующим входами. В этом случае выходное напряжение первого ОУ 1 препятствует снижению коэффициента усиления всего устройства. Указанное явление эффективно проявляется при повьппении коэффициента усиления измерительного усилителя, обеспечивая положительный эффект - повьшение быстродействия.

Если во всех рассмотренных режимах на вьгходе источника 9 опорного напряжения присутствует сигнал, он повторяется на выходе измерительного усилителя. Таким образом, в предлагаемом измерительном усилителе допускается сдвиг выходного сигнала отно- сительно общей шины на уровень, задаваемый потенциалом на выходе источника 9 опорного напряжения.

Формула изобретения

Измерительный усилитель, содержащий первый операционньй усилитель, инвертирующий вход которого подключен

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 2875/52Тираж 901

ВНИШШ 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

к средней точке первого делителя напряжения, один вывод которого соединен с выходом первого операционного усилителя, а другой вывод является первым входом измерительного усилителя, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому выводу первого резистора и средней точке второго делителя напряжения, включенного между выходом первого операционного усилителя и выходом второго операционного усилителя, являющимся выходом измерительного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия, неинвертирующий вход второго операционного усилителя соединен со средней точкой введенного третьего делителя напряжения, один вьтод которого соединен с выходом введе нного источника опорного напряжения, а другой вьшод является вторым входом измерительного усилителя и через введенный второй резистор, образующий с первым резистором четвертый делитель напряжения, соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя.

Составитель И.Водяхина

Техред И.Попович Корректор С.Черни

Подписное

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Измерительный усилитель содержит операционные усилители 1 и 2, делители 3-6 напряжения, выполненные каждый на резисторах 7 и 8, и источник 9 опорного напряжения. При синфазных входных напряжениях уменьшению коэффициента усиления усилителя 2 будет сопутствовать появление разностного сигнала между его входами. В этом случае выходное напряжение усилителя 1 будет препятствовать снижению коэффициента усиления всего устр-ва, что повышает его быстродействие. Цель достигается введением делителей 5 и 6 напряжения и источника 9 опорного напряжения. 1 ил. о бынод