Усилительное устройство Советский патент 1988 года по МПК G06G7/12 H03F3/38 

Изобретение относится к измери тельно-информационной технике, в частности для усиления сигналов с датчиков, имеющих большой диапазон изменения выходного сигнала.

Цель изобретения - повышение точности за счет повышения точности определения границ дискретных диапазонов и повьшение надежности.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого усилительного устройства.

Усилительное устройство содержит дифференциальньй усилитель 1, первьй 2 и второй 3 блоки защиты от перегрузки, первьй 4 и второй 5 токоогра ничительные резисторы, регулируемый делитель 6 напряжения, дополнительный регулируемый делитель 7 напряже- ния, блок 8 регулировки масштаба, содержащий первый и второй амплитудные дискриминаторы 9 и 10, сумматор 11, п-канальньй зарядньй блок 12, выполненньй на RC - цепях (не показа но), п-канальньй амплитудньй дискриминатор 13, суммирующий масштабньй .усилитель 14 и амплитудньй декодер 1

Усилительное устройство работает следуняцим образом.

Напряжение с входа через первый блок 2 защиты от перегрузки поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 и передается на выход усилительного устрой ства с коэффициентом передачи, определяемым регулируемым делителем 6. Если выходное напряжение дифференциального усилителя 1 превьшает верхний порог первого амплитудного дис- криминатора 9, то на выходе амплитудного декодера 15 вырабатьшаётся управляющий сигнал, которьй поступает на управляющий вход регулируемого делителя напряжения 6, и таким образом изменяет коэффициент усиле-. ния дифференциального усилителя -1 в сторону уменьшения.

Амплитудньй декодер 15 вырабатывает управляющие сигналы, с помощью которых устанавливаются равные коэффициенты передачи регулируемых делителей 6 и 7 напряжения. Шунтирующее устройство первого 2 и второго 3 блоков защиты от перегрузки устраняется подачей на них напряжения с дополнительного регулируемого делителя 7 напряжения.

5 0 5

0

0

5

0

5

Выбросы йходногс напряжения огра- ничиваются первым блоком 2 защиты от перегрузки.

При работе усилительного устройства с единичным коэффициентом передачи амплитудньй декодер 15 вьдает управляющие сигналы, с помощью кото рых устанавливаются определенные ко эффициенты передачи регулируемых делителей 6 и 7 напряжения. Превышение входным напряжением определенного уровня приводит к срабатьшанию только первого блока 2 защиты от перегрузки.

Первьй 4 и второй 5 токоограничи- тельные резисторы при перегрузках и . коммутахщонных выбросах на входе ограничивают ток нагрузки дифференциального усилителя 1.

При изменении коэффициента передачи с помощью регулируемого делителя б напряжения, дифференциальный усилитель 1 оказывается охваченным отрицательной обратной связью через второй блок 3 защиты от перегрузки, что предотвращает насыщение дифференциального усилителя 1 и ускоряет процесс переключения с одного коэффициента усиления на другой. Поступающее с выхода дифференциального усилителя 1 напряжение подается ца входы первого и второго амплитудных. дискриминаторов 9 и 10, имеющих разные пороги дискриминации.

На входы суммирующего масштабного усилителя 14 подаются напряжения сработанных Каналов п-канального амплитудного дискриминатора 13, каналы которого имеют одинаковые пороги дискриминации и .подсоединены пока- нально к п-канальному зарядному блоку 12 с постоянной времени, распределенной, например, в порядке возрастания номера канала. Постоянная времени зарядной RC - цепи выбирается больше времени установления усилителя. В случае превышения верхнего порога дискриминации дискриминаторы срабатывают в возрастания номера канала, при уменьшении напряже7 ния ниже нижнего порога дискриминации они срабатывают агалогично.

Нижний и верхний порог дискриминации обеспечивает сумматор 11. При суммировании напряжений обоих сработанных амплитудных дискриминаторов 9 и 10 обеспечивается верхний порог, а при срабатывании одного - нижний

порог одного канала п канального амплитудного дискриминатора 13.

Суммирующий масштабный усилитель 14 формирует напряжение в зависимости от количества сработанных каналов п-канального амплитудного дискрими- натора 13, при этом не важен порядок срабатьтания каналов. Это напряжение декодируется с помощью амплитудного декодера 15, формирующего управляющие сигналы, поступающие на управляющие входы регулируемых делителей 6 и 7 напряжения.

Таким образом, точность работы определяется первым и вторым амплитудными дискриминатораш 9 и 10, а надежность - работой сумматора 11, п-канального амплитудного дискриминатора 13, содержащего на входе каждого канала зарядную RS-цепь, суммирующего масштабного усилителя 14 и амплитудного декодера 15. Причем требования к точности нижнего и верхнего порогов дискриминации п-каналь- ного амплитудного дискриминатора 13 невелики.

Фиксирование точных границ переключаемого динамического диапазона усилительного устройства позволяет использовать его в высокочастотных измерениях, а ограничение выходного сигнала по максимуму позволяет сузить динамический диапазон регистратора, применяемого для записи его выходного сигнала, что позволяет удешевить аппаратуру в целом.

5 Формула изобретения

0

5

5

0

0

Усилительное устройство по авт. св. № 858006, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, вход блока регулировки масштаба подключен к выходу дифференциального усилителя, при этом блок регулировки масштаба выполнен на первом и втором амплитудных дискриминаторах, входы которых объединены и являются входом блока регулировки масштаба, а выходы подключены к соответствующим :входам сумматора, к выходу которого подхлю чены последовательно соединенные п-канальный зарядньй блок, п-каналь- ный амплитудный дискриминатор , рующий масштабный усилитель и ампли- тудньй декодер, выходы которого являются выходами блока регулировки масштаба, причем п-канальный зарядный блок содержит п RC - цепей, первые выводы резисторов которых объединены и являются входом п-канального зарядного блока, а вторые выводы каяпой КС-цепи через соответствующие конденсаторы соединены с общей шиной и являются соответствумщими выходами п-канального зарядного блока.

Изобретение относится к измерительно-информационной технике, может использоваться для усиления сигналов с датчиков, имеющих большой диапазон изменения выходного сигнала, и является дополнительным к изобретению по авт.св. № 858006. Цель изобретения - повышение точности за счет повышения точности определения границ дискретных диапазонов и повышение надежности. Усилительное устр-во содержит дифференциальньй усилитель (ДУ) 1, блоки 2 и 3 защиты от перегрузки, токоограничительные резисторы 4 и 5, регулируемые делители напряжения (РДН) 6 и 7, блок 8 регули-. ровки масштаба, который состоит из амплитудных дискриминаторов (АД) 9 и 10, сумматора 11, п - канального зарядного блока, п - канального АД 13, суммирующего масштабного усилителя 1 4 и амплитудного декодера 15. Входное нагфяжение через блок 2 и ДУ 1 поступает на выход усилительного устр-ва с коэф. передачи, определяемым РДН 6. Если выходное напряжение ДУ 1 превьш1ает верхний порог АД 9, то по управляющему сигналу блока 8, поступающему на РДН 6, изменя. ется коэф. усилия ДУ 1 в сторону уменьшения. АД 9 и 10 имеют разные пороги срабатьшания. Суммирующий масштабный усилитель 14 формирует напряжение в зависимости от количес тва сработанных каналов п - канально- го АД 13. Это напряжение декодируется амплитудным декодером 15. Цель достигается выполнением блока В, 1 ил. о (Л со 4ib tsD Сл N)