Усилительное устройство Советский патент 1987 года по МПК H03F3/38 

1

Изобретение относится к электропреобразовательной технике и может быть использовано в усилительных устройствах с оптоэлектронной развязкой с комненсацией дрейфа .

Цель изобретения - новышение чувствительности и термостабильности при обеспечении гальванической развязки.

На чертеже представлена электрическая структурная схема усилительного устройства.

Усилительное устройство содержит входной переключатель 1, первый дифференциальный усилитель 2, выполненный на дифференциальном усилителе 3, двух оптоэлектронных элементах 4 , и 5, двух потенциометрах 6 и 7, дифференциальном усилителе 8, второй диффере нциальный усилитель 9, туль- компаратор 10, логический блок 11, выполненный на двух логических элементах НЕ 12 и 13, двух логических элементах И 14 и 5, первый дополнительный переключатель 6,.запоминающий конденсатор 17, второй дополнительный переключатель 18, генератор 19 тактовых импульсов, выполненнь й на задающем генераторе 20 и формирователе 21 импульсов, фильтр 22 нижних частот, выходной ди(5)ференп,иаль- ный усилитель 23.

Усилительное устройство работает Следующим образом.

Усилительное устройство работает в двух режимах: усиление входного сигнйла и коррекция нуля выходного сигнала. Управление реж;имами работы осуществляется генератором 19, управ- ..ляющим транзисторными к.глочами входного переключателя 1. В режиме усиления входного сигнала один из ключей входного переключателя 1 открыт другой закрыт.

В исходном состоянии, когда входное напряжение равно нулю, потенциометром 7 устанавливают токи светодио- дов оптоэлектронных элементов 4 и 5 а потенциометром 6 - токи их фотодиодов таким образом, чтобы выходной сигнал :;иффepeнп aльнoгo усилителя 3 бьш равен нулю. Для нормальной работы оптоэлектронных элементов 4 и 5 рабочий диапазон их токов выбирают таким образом, чтобы он находился на линейном участке их передаточной характеристики .

10

15

20

25

3272762

Входной сигнгш поступает через входной переютючатель (соответствующий ключ) на вход первого дифференциального усилителя 2.

Под действием этого сигнала на выходе дифференциального усилителя 3 возникает ток соответствующего нап- равления, который через потенциометр 7 изменяет в противоположных направлениях токи свето; ;иодов. При этом на дифференциапьньпс входах дифференциального усилителя 8 протекают токи, разность которых обусловливает появление сигнала на его выходе и, соответственно, на инвертирующем входе второго дифференциального усилителя 9. На неинвертирующий вход.второго дифференциального усилителя 9 поступает сигнал коррекц1-1и нуля, полученный в режиме коррекции нуля выходного сигнала и хранящийся на запоминающем конденсаторе 17. Этим сигналом осуществляется положительное или отрицательное смещение выходного сигнала второго дифференциального усилителя 9, которое компенсирует влияние на выходной сигнал усилителя температурной нестабильности его элементов.

С выхода второго дифференциального усилителя 9 скорректированный сигнал проходит через фильтр 22 и поступает на вход выходного дифференциального усилителя 23, которым усиливается до заданного уровня, после чего поступает на выход усилительного устройства.

В реж1-1ме коррекции нуля выходного сигнгша один из транзисторных ключей закрыт, другой - открыт. На вход дифференциального усилителя 3 поступает сигнал нуля, который усиливается основным трактом усилительного устройства и с выхода второго дифференциального усилителя 9 поступает на вход нуль-компаратора 10. В зависимости от полярности сигнала на входе нуль-компаратора 10 на его выходе устанавливаются сигналы 1 или О, которые поступают на вход логического блока 11 и разрешают формирование на выходах логического блока 11. Работа логического блока I1 синхронизируется с работой входного переключателя 1 с помощью второго допачнитель- ного переключателя 18. Сигнал с выхода г внератора 19 тактовых импульсов, которым управляется соответствуюидай ключ входного переключателя 1, посту30

35

40

45

50

55

пает на соответствующий вход второго дополнительного переключателя 18, где через транзистор поступает на светодиод оптоэлектронного элемента. Под действием света через фотодиод про.текает ток, которым открьшается выходной транзистор, с выхода которого выделяется импульс, который поступает на вход логического блока 11, где обрабатывается и в зависимости от сигнала нуль-компаратора 10 пос-. .тупает на соответствующие выходы логического блока 1. Импульс с выхода логического блока 11 открьгоает соот- ветствующий ключ первого дополнительного переключателя 16 и запоминающий конденсатор 17 заряжается через соответствующий резистор от положительного или отрицательного полюса двухпо- лярного источника питания. Изменяющееся на запоминающем конденсаторе 17 напряжение компенсации поступает на неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя 9 и смещает его выходной сигнал в сторону уменьшения отклонения от нуля.

Продолжительность работы усилителя в режиме коррекции нуля определяется параметрами цепи заряда запоми- нающего конденсатора 17, задается генератором 19 и должна быть не более 0,1 продолжительности работы в режиме усиления входного сигнала.

Фильтр 22 нижних частот исключа-

ет влияние на выходной сигнал усилительного устройства импульсов кор- .рекции нуля. Для улучшения динамических характеристик усилителя фильтр 22 может быть заменен схемой выборки и хранения, управление которой может ос тдествляться импульсами с соответст.Редактор М.Товтин Заказ 3407/54

Составитель Н.Дубровская

Техред В.КадарКорректор В.Бутяга

Тираж 901Подписное

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

вующего выхода второго дополнительного переключателя 18.

Формула изобретен и я

Усилительное устройство, содержащее последовательно соединенные входной переключатель, первый дифференциальный усилитель, второй дифференциальный усилитель, а также запоминающий конденсатор, один вьшод которого соединен с одним входом второго дифференциального усилителя и с выходом первого дополнительного переключателя, а другой вьшод - с общей шиной, при этом входы управления входного переключателя соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и термостабильности при обеспечении гальванической развязки, введены нуль-компаратор, логический блок и второй дополнительный переключатель, выполненный оптоэлектронным, при этом выход второго дифференциального усилителя соединен с одним входом нуль-компаратора, другой вход которого соединен с общей шиной, а выход - с одним входом логического блока, другой вход которого соединен с выходом второго дополнительного переключателя, вход которого соединен с соответствующим выходом генератора тактовых импульсов, при этом выходы . логического блока соединены с вхбда- ми управления первого дополнительного переключателя соответственно, а первый дифференииальньй усилитель выполнен оптоэлектронным.

Изобретение относится к электропреобразователям техники. Цель изобретения - повьшение чувствительности и термостабильности при обеспечении гальванич. развязки. Устр-во содержит входной переключатель 1. первый диф. усилитель 2, выполненный на диф. усилителе 3, двух оптоэлек- тронных элементах 4 и 5, двух потенциометрах 6 и 7, диф. усилителе 8, второй диф. усилитель 9, переключатель 16, запоминающий конденсатор 17, генератор 19 тактовых импульсов, выполненный на задающем генераторе 20 и фop fflpoвaтeлe импульсов 21, фильтр 22 нижних частот, выходной диф. усилитель 23. Вновь введены нуль-компаратор 10, логич, блок 11 и переключатель 18. Фильтр 22 исключает влияние на выходной сигнал импульсов коррекции нуля. Для улучшения динамич. хар-к усилителя фильтр 22 м.б. заменен схемой выборки и хранения, управление к-рой может осуществляться импульсами с соответствующего выхода переключателя 18. 1 ил. . с с: Еаг 00 ю Nj Is9 -si О)