Усилитель М-ДМ с гальванической развязкой Советский патент 1987 года по МПК H03F3/38 

Изобретение откосится к области средств измерения, контроля и автома- тиз ации, а именно к линейным усилителям и преобразователям напряжения постоянного тока с переменной составляющей до 30 Гц Б унифицированный сигнал постоянного тока - 5 мА,

ЦеЛь изобретения - повышение точности коэффициента передачи и расширение динамического диапазона о

На фиг,1 представлена электрическая структурная схема предлагаемого усилителя; на фиг.2 - временные диаграммы его работы,

Услитель М-ДМ с гальванической развязкой содержит входной фильтр 1 нижних частот, преобразователь 2 напряжение - частота, элемент 3 гальванической развязки, широтно-импульс- ный демодулятор 4, преобразователь 5 частота - длительность импульсов, преобразователь 6 напряжение - ток, управляемый делитель 7 напряжения, компаратор 8, делитель 9 напряжения, управляемый ключ 10.

Усилитель работает следующим образом.

Аналоговый сигнал поступает на вход входного фильтра 1, где ограни- чивается.по частоте в диапазоне О - 30 Гц. С выхода входного фильтра 1 ограниченный по частоте сигнал поступает на управляемый делитель 7 напряжения, а именно на делитель 9 напряжения и компаратор 8. С выхода последнего сигнал О или 1 поступает на вход управления управляемого ключа 10. При достижении входным сигналом уровня 10 В управляемый делитель 7 напряжения автоматически переключается с коэффициента деления 1:1 на коэффициент деления tslO. С выхода управляемого делителя 7 напряжения сигнал поступает на вход преобразователя 2, преобразующего напряжение входного сигнала в частоту.

Рассмотрим случай, когда на вход преобразователя 2 напряжение - частота поступает напряжение с линейно падающим участком (фиг,2,а). На выходе преобразователя 2 получает линейно изменяющуюся частоту - ЛЧМ-сигнал (фиг.2,К). В усилителе М-ДМ с гальванической развязкой для удобства дальнейшей обработки ЛЧМ-сигналу придается импульсная форма. Отличие фор№1 ЛЧМ-сигнала от синусоидальной

-

58066

не

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

имеет принципиального значения. После прохождения через элемент 3 гальванической развязки ЛЧМ-сигнал дифференцируется (фиг,2,Е,), положительные импульсы подают на вход преобразователя 5, сигналы на выходе которого имеют вид последовательности прямоугольных импульсов, период повторения которых или ширина обратно пропорциональна амплитуде входного сигнала (фиГе2, г).С выхода сигнал - поступает на широтно-импульсный демодулятор 4, где детектируется, т.е осуществляет преобразование сигнала с широтно-импульсной модуляцией в аналоговый сигнал (фиг.2,9). Высокая точность воспрои Г .ведения входного сигнала достигается выбором частотного диапазона преобразователя 5 . В данном случае приращение аналогового входного сигнала на 1 В вызывает уменьшение частоты преобразователя 5 на 500 Гц, т.е, минимально достижимая погрешность устройства составляет 2 мВ. С выхода ш.иротно-импульсного демодулятора 4 напряжение пропорционально входному сигналу поступает на вход преобразо- ватепя 6 напряжение - ток.

Все блоки усилителя получают электроэнергию от раздельных блоков питания. Форму.л а изобретения

. Усилитель М-ДМ с гальванической развязкой, содержащий входной фильтр нижних частот, элемент гальванической развязки, а также последовательно соединенные широтно-им- ,. пульсный демодулятор и преобразователь напряжение - ток, о т л и ч а - ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности коэффициента переда- чи, между выходом входного фильтра нижних частот и входом элемента гальванической развязки введен преобразователь напряжение - частота, а между выходом элемента гальванической, развязки и входом широтно-им- пульсного демодулятора введен преобразователь частота - длительность импуль сов.

2о У.силитель по п.1, л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, выход входного фильтра нижних частот соединен с входом преобразователя напряжение - частота через управляемый делитель напряжения.

ряжение на Входе влона w

ЛЧМ

сигнал

на Выходе

блока V/V

Сигнал на ходё преобразо6а

Сигнал на

теля чм-шмм Выл оде преоброзаВа/леля

на Выходе

блока V/V

теля чм-шмм Выл оде преоброзаВа/леля

.д

Напрк) /%7 Засаде

ПНЧ соотёетстЗуе/л напряжению

на Злока ЧМ

Редактор И.Шулла

Составитель Н,Дубровская Техред М.Дидык

Заказ 6007/55Тираж 900,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретер1й и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская Маб,, д.4/5

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

Фиг. г

Корректор МоШароши