Усилительное устройство с компенсацией дрейфа нуля Советский патент 1987 года по МПК H03F3/34 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в прецизионных усилителях постоянног тока, аналого-цировых преобразователях, интегральных опера1даонных усилителях с импульсной стабилизацией.

Цель изобретения - повьшение точности компенсации дрейфа нуля.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого усилительного устройства с компенсацией дрейфа нуля.

Усилительное устройство содержит усилитель 1 постоянного тока (УПТ), входной ключ 2, дополнительный усилитель 3, переменный 4 и второй 5 дополнительные ключи, резистор 6, запоминающий элемент 7, дополнительный резистор 8, повторитель 9 напряжения и блок 10 управления.

Усилительное устройство работает следующим образом.

В режиме коррекгщи (кратковременный режим) входной ключ 2 отключает источник входного напряжения и вход УПТ подключается к общему проводу. Первый дополнительный ключ 4 замыкается, второй дополнительный ключ 5 размыкается. На входе УПТ под -действием глубокой отрицательной обратной связи: дополнительный усилитель 3, повторитель 9 (вход регулировки смещения), напряжение становится равным нулю (с малой ошибкой в пределах собственного смещения дополнительного усилителя 3). При этом на запоминающем элементе 7 формируется.компенсирующее напряжение.

При переходе в режим усиления (долговременный режим) входной ключ 2 подключает к входу УПТ источник входного напряжения, первый дополнительный ключ 4 размыкается, второй дополнительный ключ 5 замыкается,. Компенсирующее напряжение, подаваемое на вход регулировки смещения, не изменяется благодаря запоминающему элементу 7. Замкнутый.второй дополнительный ключ 5 обеспечивает нулевое 50 лающей погрешности, так как KOMfieHнапряжение на выходе дополнительного усилителя 3 при любом значении напряжения на выходе устройства. Это практически полностью исключает дрейф нуля 5TIT в режиме усиления за счет заряда конденсатора запоминающего элемента 7 через сопротивление утечки дополнительного ключа 4 током, обусловленным выходным напряжением

дополнительного усилителя 3 в этом режиме (режим усиления УПТ),

При этом одновременно снижается частично и погрешность за счет раз.- ряда конденсатора через сопротивления утечки первого дополнительного ключа 4. Действительно, напряжение на конденсаторе запоминающего элемента 7. в режиме усиления изменяется во времени согласно выражению

и и-(и -IJ )е

It/RC

со

(1)

где и.

со

Если и..

напряжение на выходе дополнительного усилителя 3; напряжение на конденсаторе запоминающего элемента 7, образованное в режиме коррекции;

суммарное сопротивление утечки первого дополнительного ключа 4 и резистора

8;

емкость конденсатора запоминающего элемента 7. О (при замыкании второго дополнительного ключа 5), то

и. и

-t/RC

со

(2)

5

0

Учитывая, что во всех практических случаях U(..Q значительно меньше UK (при отсутствии второго дополнительного ключа 5), погрешность компен сации за счет изменения U, мени, как видно из (1) и наличии второго дополнительного ключа 5 существенно уменьшается. Например, при U| 10 В и Uco 1 В данная составляющая погрешности уменьшается приблизительно на порядок.

. во вре- (2), при

Необходимо отметить, что предва- 45 рительная (одноразовая) внешняя балансировка УПТ (в режиме коррекции) с целью получения исходного значения , данного нулю, практически обеспечивает исключение указанной составсирующее напряжение на конденсаторе в каждом цикле коррекции отличается от нуля на весьма малое значение, определяемое дрейфом УПТ и дополни- 55 тельного усилителя 3 (единицы милли- вольт). Таким образом, конденсатор запоминающего элемента 7 практически разряжен, напряжение на первом до- пол штельном ключе 4 близко к нулю.

31363А

в результате обеспечивается разкое снижение требований к параметрам конденсатора запоминающего элемента 7 (не требуется высокое сопротивление изоляции и большая емкость) и первого дополнительного ключа 4 ( не требуется высокое сопротивление утечки - оно может быть примерно на два порядка меньше, чем в прототипе).

10

Таким образом, изобретение существенно повышает точность компенсации дрейфа нуля.

Повторитель 9 обеспечивает развязку конденсатора запоминающего элемента 7 от низкоомного входа регулировки смещения. Резистор 6 предназначен для повышения устойчивости работы усилителя в режиме коррекции при наличии глубокой отрицательной обратной связи. Блок 10 управления управляет ключами 2, 4 и 5, обеспечивая периодичность и последовательность их переключения управляющими импульсами требуемой амготитуды и частоты, и содержит генератор и формирователь управляющих импульсов.

Редактор А.Огар

Составитель Н.Дубровская

Техред М.Ходанич Корректор .F.Решетник

Заказ 6378/52 Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

37 Формула

изобретения

0

5

0

5

Усилительное устройство с компенсацией дрейфа нуля, содержащее последовательно соединенные входной ключ и усилитель постоянного тока, выход которого является выходом усилительного устройства, а также дополнительный усилитель, выход которого соединен с входом первого дополнительного ключа, выход которого через последовательно соединенные резистор и запоминаю1дий элемент соединен с общей шиной, и с входом регулировки смещения усилителя постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности компенсации дрейфа нуля, между входом и выходом дополнительного усилителя введен второй дополнительный ключ, а между выходом усилителя постоянного тока и входом дополнительного усилителя введен дополнительный резистор, при этом входы управления входного ключа, первого дополнительного ключа и второго дополнительного ключа являются соответственно входами противофазного периодического сигнала управления.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повьше- ние точности Компенсации. Устр-во содержит усилитель постоянного тока (УПТ) 1, входной ключ 2, дополнительный усилитель 3, первый дополнительJ 4 ный ключ 4, резистор 6,запоминающий элемент 7, повторитель 9 напряжения, блок управления 10. С целью повышения точности компенсации введены второй дополнительный ключ 5, дополнительный резистор 8. Усилительное устр-во работает в двух режимах: режим коррекции (кратковременный режим) и режим усиления (долговременный режим). Замкнутый дополнительный ключ 5 обеспечивает нулевое напряжение на выходе усилителя-3 при любом значении напряжения на выходе устр-ва. Это практически полностью исключает дрейф нуля УПТ в режиме усиления за счет заряда конденсатора запоминающего элемента 7. 1 ил. § (Л со 05 00 4 00