Усилитель постоянного тока с развязкой Советский патент 1987 года по МПК H03F3/38 

1336200

Изобретение относится к усилитель- пор, пока потенциал на непнпертирующем ной технике и может быть использова- входе дифференциального усилителяно для гальванической развязки электрических сигналов.

Цель изобретения - повьшение помехоустойчивости и входного сопротивления.

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

Усилитель постоянного тока с развязкой содержит дифференциальный усилитель-ограничитель 1, развязывающий трансформатор 2, первичную обмотку 3, развязывающего Трансформатора, конденсатор 4, резистор 5, первую вторичную обмотку 6 развязывающего трансформатора, первьй вьшрямителй 7,

первый фильтр 8,.вторую вторичную об- 2о матора 2.

мотку 9 развязывающего трансформато- ра, второй выпрямитель 10, второй фильтр 11, обмотку 12 положительной обратной связи (ПОС) развязывающего трансформатора и диод 13.

Усилитель постоянного тока с развязкой при усилении сигналов положительной полярности работает следующим образом.

Дифференциальный усилитель-ограни- зо тельным, что приводит к разряду кончитель 1 из-за наличия цепи ПОС обеспечивает генерацию переменного .напряжения на обмотке 3 трансформатора 2, На выходах фильтров.11 и 8 формируются равные по величине постоянные напряжения, определяемые амплитудой переменного напряжения на обмотках 6 и 9. При этом выходное напряжение фильтра 8 является выходным напряжением УПТ с развязкой, а напряжение на выходе фильтра 11 - сигналом отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному напряжению.

Высокочастотная составляющая выходного тока дифференциального усилителя-ограничителя 1 замыкается через обмотку 3 трансформатора 2, конденсатор 4, резистор 5 и внутреннее сопротивление источников питания. Падение напряжения на резисторе 5 суммируется с напряжением на выходе обмотки 1 2 положительной обратной связи и обеспечивает ограничение модуля выходного тока дифференциального усилителя-ограничителя 1 по максимуму. При возникновении генерации амплитуда генерируемого переменного напряжения определяется напряжением на выходе фильтра 11 и увеличивается до тех

ограничителя 1 не станет равным нулю.

Это произойдет при равенстве напряжения на выходе фильтра 11, а значит, и на выходе фильтра 8 и выходе УПТ с развязкой, и напряжения на входе УПТ. Дальнейший рост амплитуды переменного

напряжения прекратится после того, как это приведет к смене знака потенциала на неинвертирующем входе дифференциального усилителя-ограничителя 1, к появлению отрицательной постоянной

составляющей его выходного тока, к увеличению постоянного напряжения на конденсатЬре 4, а значит, и к снижению и стабилизации амплитуды генерируемого напряжения на обмотке 3 трансфорПри нормальной работе УПТ с развязкой потенциал на аноде диода 13 отрицательньд, а на катоде равен нулю, при этом диод 13 закрыт. При срыве генерации в результате воздействия помехи постоянное напряжение на неинвертирующем входе дифференциального усилителя-ог раничителя 1 и на его выходе становится положи5

0

5

О

5

денсатора 4 и отпиранию диода 13. При этом образуется дополнительная цепь ООС по постоянному напряжению, что приводит к выходу дифференциального усилителя-ограничителя 1 из режима ограничения в линейный (усилительный) режим, Этимвновь обеспечиваются условия для возникновения генера- . циииз-за наличия цепи ПОС через обмотку 12.

После восстановления генерации начнется рост напряжения на выходе фильтров 11 и 8, постоянное напряжение на неинвертирующем входе дифференциального усилителя-ограничителя 1 начнет уменьшаться. При смене его знака на отрицательный на выходе дифференциального усилителя-ограничителя 1 появится отрицательная постоянная составляющая вькодного тока, что приведет к заряду конденсатора 4. Потенциал на аноде диода 13 станет отрицательным и диод закроется.

Для усиления сигналов отрицатель- ной полярности включение диода 13 должно быть изменено на противоположное. Работа схемы аналогочна описанной .

Погрешность выходного напряжения при воздействии кратковременных импульсных помех не будет превышать допустимого значения S , если постоянные времени фильтров 11 и 8 с -,, , и постоянная времени цепи перезаряда конденсатора неравенства

4 б выбраны исходя из

4 - 0,7

InS,

Формула изобретения

Усилитель постоянного тока с развязкой, содержащий дифферени 1альный усилитель-ограничитель, развязываЕощий трансформатор, первичная обмотка которого включена между выходом дифференциального усилителя-ограничителя и первьгм выводом конденсатора, при этом второй вывод конденсатора соединен с первым выводом резистора, первая вторичная обмотка развязывающего трансформатора через первьй выпрямитель подключена к входам первого фильтра.

Редактор А. Козориз Заказ 4054/54

Составитель П. Дик

Техред М.Ходанич Корректор М. Шарощи

Тираж 901 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производстнеиио-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. П11с1сктная, 4

выходы которого являются выходами усилителя постоянного тока с развязкой, вторая вторичная обмотка развязывающего трансформатора через второй

выпрямитель подключена к входам вто рого фильтра, а также обмотку положительной обратной связи развязывающего трансформатора, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и входного сопротивления, между первыми выводами конденсатора и резистора подключен диод в обратном смещении, обмотка положительнЬй обратной связи развязывающего трансформатора включена между инвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя и первый выводом регистора, второй вывод резистора подключен к общей щине, при этом первый выход второго фильтра соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя, а второй выход является входом

усилителя постоянного тока с развязкой.

Изобретение обеспечивает повьше- ние помехоустойчивости и входного сопротивления. Усилитель содержит дифференциальный усилитель-ограничитель (ДУО) 1, развязывающий трансформатор (РТ) 2 с первичной обмоткой 3, вторичными обмотками 6 и 9 и обмоткой 12 положит, обратйой связи (ОС), конденсатор 4, резистор 5, выпрямители 7, 10, фильтры 8, 11 и диод 13. При усилении сигналов положительной полярности ДОУ 1 из-за наличия цепи полоУЛ жит. ОС обеспечивает генерацию переменного напряжения на первичной обмотке 3 РТ 2. При этом на выходах фильтров 8, 11 формируются равные по величине постоянные напряжения. Напряжение на выходе фильтра 11 является сигналом отриц..ОС по постоянному току и определяет амплитуду генерируемого переменного напряжения; которая возрастает до момента равенства выходного напряжения фильтра 11 входному нап ряжению усилителя,постоянного тока. Высокочастотная составляющая выходного тока ДУО 1 замыкается через обмотку 3 РТ 2, конденсатор 4, резистор 5 и внутреннее сопротивление источника питания. При срыве генерации из-за воздействия помехи происходит отпирание диода 13. В результате образуется дополнительная цепь отриц. ОС по постоянному напряжению, что приводит к переходу ДУО 1.из режима ограничения в режим усиления и, следовательно, создаются условия для возникновения генерации. 1 ил. (Л f (р