Усилитель постоянного тока типа М-ДМ Советский патент 1988 года по МПК H03F3/38 

со со о vj

СХ)

10

20

11390778

Изобретение относится к рациотех- ике, а именно к усилителям постоян- Horo тока типа М-/Щ с, гальванической азвязкой по питанию, и может быть использовано в различных устройствах автоматики и измерительной техники, в частности в радиоиэмерительной технике для усиления сигналов термопарных преобразователей.

Цель изобретения - уменьшение и стабилизация уровня коммутационных помех.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема усилителя посто- is янного тока типа М-ДМ для ,3,5...; на фиг. 2 - то же, для ,1/4, 1/6...; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу усилителя; на фиг. 4 - электрическая принципи- альная схема импульсного преобразо- вателя напряжения.

Усилитель постоянного тока (УНТ) типа М-ДМ содержит модулятор, 1, усилитель 2 переменного тока, демодулятор 3, фильтр 4 низших частот, опорный генератор 5, первый 6 и второй 7 делители частоты, импульсньм преобразователь 8 напряжения, выпрямитель с фильтром 9, источник 1C питания, блок 11 задержки, первый 12 и второй 13 трансформаторы, двухтакт- ньй каскад 14.

Усилитель работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения |на вход импульсного преобразователя 8 напряжения он запускается и начинает работать в автоколебательном реясиме, |преобразуя поступающее напряжение питания в напряжение питания, необходимое для-работы УПТ, которое подается на модулятор 1, усилитель 2 переменного тока, демодулятор 3, опорный генератор 5, делители 6 и 7 частоты, 5 |Импульсы опорного генератора 5 поступают на входы делителей 6 и 7 часто- :ты. С выхода первого делителя 6 частоты импульсы поступают на управляющие входы модулятора 1 и демодулятора 3. С выхода второго делителя 7 частоты импульсы поступают на управляющие входы импульсного преобразователя 8 напряжения, который при этом переходит из автоколебательного режи- на работы в режим управления импульсами с второго делителя 7 частоты,

Основными помехами в УПТ типа М-да являются импульсные помехи, возпн и н с т в н д ч о

м п л в пр м то ву ли ко

25 УИ то о пр пр

3Q д н

50 п

35

40

0

s

5

никающие в моменты переключения импульсного преобразователя 8 напряжения. Так как опорньм генератор 5 и импульсный преобразователь 8 напряжения имеют частоты, которые изменяются в зависимости от условий эксплуатации и с течением времени, помехи наводятся на входе усилителя 2 переменного тока, его элементах и элементах демодулятора 3 и фильтра 4 низкой частоты в различные моменты времени относительно моментов переключения.

Особую опасность иредставлягот помехи, наводимые на входе усилителя 2 переменного тока, которые затем усиливаются . Если эти помехи наводятся в момент времени, когда демодулятор 3 пропускает сигнал с усилителя 2 переменного тока на фильтр 4 низкой частоты j на выходе последнего присутствует усиленная импульсная помеха. Если помеха наводится в момент времени, когда демодулятор закрыт, то на выход

5 УИТ она не проходит. Это приводит к тому, что из-за изменения частоты опорного генератора 5 и импульсного преобразователя 8 количество помех, приходящихся на моменты времени, когQ да демодулятор 3 открыт, меняется и на выходе УИТ присутствует переменная помеха с частотой, определяемой биением частоты опорного генератора и импульсного преобразователя напряжения. Установка на выходе УПТ управляемого фильтра существенно не изменяет картины, а лишь уменьшает интервалы времени, в которые появление импульсной помехи от импульсного преобразователя возможно. Однако уменьшить эти интервалы до величин, которыми можно пренебречь, нельзя, так как произойдет искажение импульсов, проходящих через фильтр с управляемой постоянной времени. Поэтому наиболее надежным и простым способом борьбы с по мехами от импульсного преобразователя напряжения является синхронизация работы опорного генератора и импульсного преобразователя на0 пряжения, т.е. стабилизация уровня

помехи на выходе УПТ. I

Таким образом, в предлагаемом УПТ

в том случае, когда частота импульсного преобразователя 8 напряжения или больше частоты модуляции и демодуляции сигнала, выполняется условие, при котором обеспечивается прохождение через демодулятор (в мо5

0

1 в каждый пе

менты, когда он открыт) риод одинакового количества импульсов, имеющих один и тот же знак, в одно и то же время,

Если ,3,5,..,, где п - отношение коэффициента деления первого делителя частоты к коэффициенту делен делителя частоты, то в предлагаемом У11Т обеспечивается прохож- дение через открытый демодулятор однакового числа импульсов помехи с пложительной и отрицательной амплитудами, которые компенсируют друг друга, что приводит к уменьшению уровн помех. На диаграммах (фиг. 3) представлено положение импульсов помехи на входе демодулятора 3(а), показан выходной сигнал, когда частоты демодулятора и импульсного преобразова- теля напряжения несинхронизированы (б), представлено положение импульсов помехи на входе демодулятор 3(в) и выходной сигнал УПТ в случае если частоты демодулятора 3 и импульсного преобразователя 8 напряжения синхронизированы и при этом (г).

За период усиления на выход прохдит одинаковое ч исло помех положительной и отрицательной полярностей и при усреднении фильтром 4 нижних частот на выходе УПТ результирующий сигнал от усиленных помех близок к нулю.

При , 1/4, 1/6... переключение импульсного преобразователя 8 напряжения происходит в те моменты времени, когда демодулятор 3 закрыт. Это обеспечивается за счет инвертирования импульсов управления импульсным преобразователем 8 напряжения, при этом используется инверсный выход второго делителя 7 частоты, а также за счет сдвига импульсов управления импульсным преобразователем 8 напряжения с помощью блока 11 задержки на величину, превьппающую длительность фронта переключения модулятора 1 и демодулятора 3.

На диаг1 аммах (фиг. 3) представ- лено положение импульсов помехи в сл чае, если частоты демодулятора 3 и импульсного преобразователя 8 напряжения синхронизированы, и моменты переключения сдвинуты (д), а

8

также показано напряжение выходного сигнала УПТ в этом случае (е).

0

5

п г

. 5

0

5

0

5

При , 1/4, 1/6 ... оставшаяся нескомпенсированная помеха имеет постоянную величину и местоположение и может быть учтена при регулировке УНТ. Однако при различных механических воздействиях на прибор (вибрация) , когда возможно некоторое смещение проводов питания и сигнальных (емкостная связь между которьми приводит к появлению импульсных помех), изменяется амплитуда помех, а значит и величина выходного сигнала от помех, поэтому более предпочтителен случай, когда ,3,5...

h

Формула изобретения

Усилитель постоянного тока типа МДМ, содержащий последовательно соединенные модулятор, усилитель переменного тока, демодулятор, фильтр нижних частот, а также опорньй генератор и источник питания, отличающийся тем, что,.с целью уменьшения и стабилизации уровня коммутационных помех, между выходом источника питания и шинами питания модулятора, усилителя переменного тока, демодулятора и опорного гене-, ратора введены последовательно соединенные импульсный преобразователь напряжения, имеющий гальваническую развязку по выходу и входу управления, и выпрямитель с фильтром, между выходом опорного генератора и входами управления модулятора и демодулятора введен первьй делитель частоты, а между выходом опорного генератора и входом управления импульсного преобразователя напряжения введен втодой делитель частоты, шины питания перво го и второго делителей частоты объединены и подключены к шине питания опорного генератора, при этом отношение коэффициента деления первого делителя частоты к коэффициенту деления второго делителя частоты равно п, где п, где ,3,5,... использовании прямого выхода второго делителя частоты и , 1/4, 1/6, ... при использовании инверсного вькода второго делителя частоты.

jJ8b,x t

Изобретение относится .к радиотехнике . Цель изобретения - уменьшение и стабилизация уровня коммутационных помех. Усилитель содержит модулятор 1, усилитель 2 переменного тока, демодулятор 3, фильтр 4 нижних частот, опорный генератор 5, источник 10 питания, блок 11 задержки, трансформаторы 12 и 13, двухтактньй 1д каскад 14, Введены делители частоты (ДЧ) 6 и 7, импульсный преобразователь напряжения (ИПН) 8, выпрямитель с фильтром 9. Отношение коэф. деления ДЧ 6 к коэф. ДЧ 7 равно п, где п 1,3,5... при использовании прямого выхода ДЧ 7 и , 1/4, 1/6... при использовании инверсного выхода ДЧ 7. При ,3... обеспечивается прохождение через открытый дёмодулят-ор 3 одинакрвого числа импульсов помехи с положит, и отриц. амплитудами, к-рые компенсируют др. друга. При , 1/4... переключение ИПН 8 происходит в те моменты, когда демодулятор 3 закрыт. Оставшаяся некомпенсированная помеха имеет постоянную величину и местоположение и м.б, учтена при регулировке усилителя. 4 ил, f/gM (Л

Ф(г. 3

Составитель Н.Дубровская Редактор Н.Тупица Техред И.Верес Корректор О.Кравцова

Заказ 1783/55

Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Фаг. If

Подписное