Усилитель Советский патент 1988 года по МПК H03F1/34 

сл

о ьо

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в прецизионных широкополосных усилителях, в частности в электроакустических системах, анализаторах спектра.

11елью изобретения является повышение точности путем снижения искажений.

На чертеже представлена структурная электрическая схе.ма усилителя.

Усилитель содержит усилитель I сигнала, усилитель 2 сигнала ошибки, выполненный периодически.м с коррекцией дрейфа, генератор 3 тактовых н.мпульсов. детектор 4, аттенюатор 5.

Усилитель работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на вход усилителя 1 сигнала и усиленный в К, раз снимается с выхода. Составляющая выходного сигнала уси. 1ителя, вызванная напряжением на входе:

V,;,.. X К.

Усилитель 2 сигнала ошибки, на один вход которого поступает входной сигнал VBXI V l, а на другой вход - выходной сигнал усилителя Увы, выделяет напряжение ошибки и усиливает его в Ко раз. Усиленное нанряжение , снимаемое с В1)1хода усилителя сигна.ла он1ибки 2;

о V,, ХК, - Уб«1 Ki V« ХК, -

ХК,

где К, и Кг -- коэффициенты передачи уси- /жтеля 2 сигнала ошибки по одному и другому входам соответственно, вводится в соответствующей фазе в дополнительный вход усилителя 1 сигнала.

Полный выходной сигнал усилителя: V«,,x +V.,, V.; ХКд ;(Z)

где Vi,,, -- составляющая выходного сигнала усилителя, вызванная усилением си1-на- ла с дополнительного входа в раз.

Если выполняется условие баланса К| К. -KjKi/;

V.XKi- Л в,.хХК. О, то напряжение ошибки VD 0.

Если по тем или иным причинам (на- нример, в результате линейных или нелинейных искажений в усилителе 1 сигнала выходной сигнал усилителя сигнала содержит ошибку:

VLx V«xXK -f AV,(3)

где AV - составляющая выходного сигнала, вызванная искажениями, то условие баланса нарушается:

Vn.xXKi -У ыхХК2 0.

Возникающее при этом напряжение ошибки V() стремится скомпенсировать ошибку AV в выходном сигнале устройства.

Подставляют (1), (3 в (2): V..VB.XKr+AV+V,,XK,.+

г Д V -f Vex X К X Кд - Ve«. X Kfc X Кд. Полагая, что К, X Кд Ко; К,хКд

получают выходной сигнал устройства;

КДУ

Л г,хХК.

,x V«xXK.+ При Ко 00 Viiij

Коэффициент К К.Х- + .

1 --rvi X й

Генератор 3 тактовых импульсов уси- тителя 2 сигнала с периодической коррекцией работает в автоколебательном режиме. Изменение периода колебаний путем ускорения или задержки очередного тактового импульса, переводящего усилитель 2 сигнала ошибки из рабочего режима в режи.м автоматической ко.мпенсации напряжения смещения нуля, осуществляется подачей на управляющий вход сигнала с детектора 4.

При этом запуск коррекции производится с опережение.м, если текуп1ие характеристики сигнала (уровень, СИ) делают дифференциальную обратную связь (ДОС) неэффективной или нежелательной (например, при очень низких и очень высоких уровнях

СИГ нала, приближающихся к границам динамического диапазона устройства, или при высоких скоростях изменения сигнала, нриво- дящих к перегрузке каскадов усилителя с обратной связью - ОС). И наоборот запуск коррекции задерживается, если текущие характеристики сигнала делают его более подверженны.м влиянию искажений, вносимых при коррекции (например, при относительно низких уровнях и скоростях изменения сигнала).

В качестве детектора 4 используется детектор уровня с задержкой. Если уровень сигнала превышает значение, которое может быть линейно передано усилителем, то обратная связь оказывается неэффективной, а в целом ряде случаев и вредной. Отключение канала ДОС на время перегрузки и проведение в это время коррекции усилителя 2 сигнала ошибки (форсирование коррекции) обеспечивает снижение искажений как при больших уровнях сигналов - за счет исключения вредного влияния ОС, так

и при малых уровнях, так как отпадает необходимость проведения коррекции при малых и номинальных уровнях сигналов, следующих непосредственно за периодом кратковременной перегрузки. Детектор уровня с задержкой представляет собой обычный амплитудный детектор, задержка (порог) срабатывания которого выбирается равной максимальному неискаженному выходному уровню усилителя 1 сигнала.

Если усиливаемый сигнал носит импульсный характер, то это приводит к перегрузке усилителя с глубокой ОС из-за высокой СИ сигнала. Проведение коррекции на фронтах импульсного сигнала позволяет аналогично снизить результирующие искажения усилителя. При этом в качестве детектора 4 используется обычный амплитудный детектор с дифференцирующей цепью на входе. Для снижения искажений при малых уровнях сигналов в качестве детектора 4 используется детектор уровня. При заходе сигнала в область малых уровней, когда влияние помех периодической коррекции наиболее заметно, из-за роста их относительной величины детектор уровня выдает управляющий сигнал, задерживающий запуск коррекции. В качестве детектора уровня может быть использован обычный амплитудный детектор.

Большие и резкие вариации уровня усиливаемого сигнала, имеющие место в целом ряде радиотехнических систем, неизбежно приводят к тому, что результирующие искажения возрастают как из-за периодически возникающей перегрузки каскадов усилителя, так и из-за влияния щумов и помех при малых уровнях. Адаптивная коррекция, выполняемая в соответствии с текуп ими характеристиками сигнала, позволяет снизить результирующие искажения и повысить точность устройства.

При реализации уои. иггеля 1: сш иа :i ошибки с нормированным отпсипенисм коэффициентов усиления по обоим B.XO/UIM.

К, ,, -гг- к,

K-t

может быть использован усилиге.-|Ь с одинаковыми коэффициентами передачи по обоим входам (например, дифференциг и.мыи усилитель). При этом между вторым входом усилителя 2 сигна/т ошибки и выходом усилителя 1 сигнала включается ;)ттеи1о;1тор

: коэффициентом передачи

; с

1

Формула изойретснчя

Усилитель, содержащи) усилите,.ь с: .-- пала и усилитель сигнала О111ибкн, вы ю.пкм: ный с периодической коррекцией лрсчф;: нуля, при этом вход усилителя ciirH. i.ia соединен с одним входом yci;. uiTc;ivi it: нала ошибки и является входом хчм.п теля, выход соединен с другим входом усилителя сигнала ошибки через агтеню; - тор, отличающийся тем, что. с целью 1;овы шения точности путем 1.-1П1жения искажении, генератор тактовых импу.льсов усилители сигнала ошибки выполнен управляем ,, между входом унрав,л(М1ия Koropoio и выходом уси,1ителя сигна,па введен детекшп.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности путем снижения искажений. Устр-во содержит усилитель 1 сигнала, управляе .мый усилитель 2 сигнала ошибки, выполненный с периодической коррекцией дрейфа нуля, управляемый г-р 3 тактовых импульсов, детектор 4 и аттенюатор 5. При подаче сигнала с детектора 4 на управляющий вход г-ра 3 осуществляется изменение периода его колебаний путем ускорения или задержки очередного тактового импульса. Это приводит к переводу усилителя 2 из рабочего режима в режим автоматической компенсации напряжения смещения нуля. Цель достигается введением детектора 4, с помощью которого осуществляется адаптивная коррекция, выполняемая в соответствии с текущими х-ками сигнала. I ил.