Усилитель постоянного тока с гальванической развязкой Советский патент 1988 года по МПК H03F3/38 

fS

вых.

00

:

4 9д

Изобретение относится к приборо- ртроен1-по и может быть использовано р системах сбора и регистрации изме- |рительной информации.

Цель изобретения - расширение полосы пропускания и динамического диапазона.

На чертеже представлена структур- Ная электрическая схема предлагаемог У силителя постоянного тока с гапьва- :1ической развязкой.

Усилитель постоянного тока с гальванической развязкой содержит юдулятор 1, интегрирующий усилитель : ыполненный в виде операционного уси Ьителя 2, конденсатор 3, первый ре- истор 4, триггер Шмитта 5, первый 6 1 второй 7 ключи, второй резистор 8, Щеточник 9 питания, развязывакяций | :аскад 10, токоограничивающий резис- t op 11, третий резистор 12, первый |l3 и второй 14 транз-исторы, источник 15 опорного напряжения, трансформа- fop 16 элемента гальванической раз- , демодулятор 17, четвертый резистор 18 и одновибратор 19 с пов- j-opHbiM запуском.

: Усилитель постоянного тока с галь анической развязкой работает следу- фщим образом.

Входное напряжение положительной фЕолярности поступает на вход модулятора 1 и заряжает конденсатор 3, что гриводит к уменьшению потенциала на выходе усилителя 2 и при достижении уровня срабатывания триггера Шмитта 5 переключает его,, а на его выходе юявляется управляющее напряжение, включающее первьш 6 и второй 7 клю- и. При включенном состоянии второго люча 7 ток протекает через первич- ijiym обмотку трансформатора 16 и второй резистор 85 а через открытый йервый ключ 6 протекает ток, разря- жающий конденсато р 3, от источника 9 Этот ток при помощи четвертого ре- :зистора 18 выбирается нескольно больше тока, протекающего через первый резистор 4 при максим.альном напряже- НИИ, что обеспечивает независимо от величины входного напряжения перезаряд конденсатора 3 при включенном первом ключе 6. В результате перезаряда конденсатора 3 на выходе опера- ционного усилителя 2 потенциал увеличивается и при дост1Яжении определенного уровня срабатьшает триггер Шмитта 5, возвращаясь в исходное положение, что приводит к выключению ключей 6 и 7.

В результате этого прекращается ток через первичную обмотку трансформатора 16, а также разряд конденсатора 3, который опять начинает наряжаться током через первый резистор 4, определяемым входным напряжением. Изменение потенциала на выходе операционного усилителя 2 в результате повторения процесса заряда-разряда конденсатора 3 происходит по кривой. На выходе триггера Шмитта 5 образуется последовательность импульсов. Величину второго резистора 8 и индуктивность первичной обмотки трансформатора 16 выбирают так, что импульс, поступающий через второй ключ 7, дифференцируется, а на вторичной обмотке разделительного трансформатора образовывается последовательность разнополярных импульсов.

С вторичной обмотки данные раз- нополярные. Короткие испульсы поступают на вход запуска одновибратора 19 с повторным запуском и на другой его вход, предназначенный для подключени времязадающей цепочки. При таком включении одновибратор 19 запускается положительным импульсом, поступающим на его вход запуска, и выключается отрицательным импульсом, поступающим на аналоговый вход, предназначенный для времязадающей цепочки. Отрицательный импульс, поступающий на вход запуска, не может изменить состояния одновибратора 19, поэтому на его выходе появляется последовательность импульсов, полностью соответствующая последовательности импульсов на выходе триггера Шмитта. Чтобы исключить влияние изменения амплитуды выходных импульсов одновибратора 19, выход его через то- коограничивакнций резистор 11 подключается к эмиттеру второго транзистора 14 и к базе первого транзистора 13. Первый транзистор 13 служит для температурной компенсации изменения деления напряжения на переходе эмиттер- база второго транзистора 14. Одно- полярные импульсы, стабилизированные по амплитуде, с выхода модулятора поступают на вход демодулятора, выполненного на основе КС-фильтров и операционных усилителей, обеспечивающих вьщеление постоянной составляющеи, пропорциональной напряжению, поступающему на вход усилителя.

Формула изобретени

1. Усилитель постоянного тока с гальванической развязкой, содержащий последовательно соединенные модулятор, элемент гальванической развязки выполненный на трансформаторе, и демодулятор, при этом модулятор содержит интегрирующий усилитель, выполненный в виде операционного усилителя, между выходом и инвертирующим входом которого включен конденсатор, и первого резистора, один выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью расщирения полосы пропускания и динамического диапазона, введены первый и второй ключи, триггер Шмитта, второй резистор и одновибратор с повторным запуском, при этом триггер Шмитта включен между выходом интегрирующего усилителя и входами управления первого и второго ключей, вход первого ключа соединен с соответствующим выходом источника пита-

кия, выход - с инвертирующим входом операционного усилителя, вход второго ключа соединен с общей шиной, выход - через второй резистор с соответствующим выводом первичной обмотки трансформатора, при этом другой вывод первого резистора является входом усилителя постоянного тока с гальванической развязкой, к соответствующему выводу вторичной обмотки трансформатора подключены вход запуска и аналоговый вход одновибратор с повторным запуском, выход которого соединен с входом демодулятора.

2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что выход одновибратора с повторным запуском соединен с входом демодулятора через развязывающий каскад, содержащий токо- ограничивающий резистор, подключенны к базе первого транзистора, имеющего один тип структуры, и к эмиттеру второго транзистора, имекяцего другой тип структуры, база которого подключена к источнику опорного напряжения а коллектор - к общей шине и через третий резистор - к эмиттеру первого транзистора.

Изобретение относится к области приборостроения и м.б. использовано в системах сбора и регистрации измерительной информации. Цель изобретения - расширение полосы пропускания и динамического диапазона. Усилитель (У) постоянного тока с гальванической развязкой содержит модулятор 1, инвертирующий У, выполненный в виде операционного У 2, конденсатор 3, резисторы 4, 12 и 18, источник 9 питания, развязывающий каскад 10, то- коограничивакщий резистор IT, транзисторы 13 и 14, источник 15 опорного напряжения, трансформатор 16 элемента гальванической развязки, демодулятор 17. Для достижения цели в У введены: триггер Шмитта 5, ключи 6 и 7, резистор 8, одновибратор 19 с повторным запуском. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.