Усилитель с гальванической развязкой Советский патент 1989 года по МПК H03F3/38 

юв

1|ич, развязки, ВИМ-демодулятор 6, Введены ВИМ-демодулятор 7 и.весовой сумматор 9. Сигнал поступает на 1-и вход усилителя 1, на 2-й вход поступает напряжение обратной связи. Сигнал ошибки через усилитель 1 поступает на ВИМ-модулятор 2, вьшолнен- :1ый на основе управляемого мульти- зибратора. Выходное напряжение ВИМ модулятора 2 поступает на входной целитель 8 частоты, на выходе к-рого формируются два меандра, сдвинутых на 180°. Эти напряжения поступают на

входы интегрирующих звеньев 3 и 14 с переключаемым направлением тока интегрирования,Для устойчивой работы усилителя необходимо, чтобы напряжение на конденсаторах 17 звеньев 13 и 14 периодически фиксировалось на некотором постоянном уровне. Ограничитель 25 напряжения устраняет срьшы в работе мультивибратора при бросках входного напряжения. Цепь 10 смещения предназначена для компенсации постоянной составляющей на входе ВИМ-модулятора 2. 4 ил.

Изобретение м.б. использовано в электроизмерительной технике и при передаче телеметрич, информации. Цель изобретения - расширение полосы пропускания. Усилитель содержит входной диф, усилитель 1, время-импульсный (ВШ) модулятор 2, усилители- формирователи 3 и 5, эл-т 4 гальва

.; Изобретение относится к устройст- |вам с гальванической развязкой и мо- ;жет быть использовано в злектроизме- рительной технике и при передаче те- «леметрической информации.

Цель изобретения - расширение по- |лосы пропускания.

j На фигi 1 приведена структурная I электрическая схема усилителя с галь I ванической развязкой; на фиг, 2 : эпюры напряжения, поясняющие принцип работы предлагаемого усилителя; на ; фиг. 3 и 4 - принципиальные электрические схемы интегрирующих звеньев с неуправляемой и управляемой фиксацией.

Усилитель с гальванической развязкой содержит входной дифференциа.ль- ный усилитель 1, время-импульсный ВИМ) модулятор 2, первый усилитель- формирователь 3, элемент .4 гальванической развязки, второй усилитель- формирователь 5, первый 6 и второй 7 ВИМ-демодуляторы,. входной делитель- 8 частоты, весовой сумматор 9, цепь 10 смещения, цепь 11 отрицательной обратной связи, преобразовател ь 12 уровня сигнала, первое 13 и второе 14 интегрирующие звенья, сумматор .15 выходной фильтр 16 нижних частот, конденсаторы 7, управляемые ключи .18, формирователь 19 импульса заднего фронта входного сигнала, фиксирующие диоды 20, первый 2 и второй 22 генераторы тока, первый 23 и второй 24 транзисторы и ограничитель 25 напряжения,

Усилитель с гальванической развязкой работает спе-.дующим образом.

Входной сит пал поступает на первый вход вкг дног о дифференхшального

5

усилителя 1, на второй вход которого поступает напряжение обратной связи. Сигнал ошибки усиливается входным дифференциальным усилителем I и поступает на вход ВИМ-модулятора 2, выполненного на основе управляемого

5 мультивибратора, ВИМ-модулятор 2 преобразует сигнал ошибки в последовательность импульсов с изменяющимся периодом повторения (см.фиг. 2,а). Выходное напряжение ВИМ-модулятора 2

Q поступает на вход входного делителя 8 частоты, на выходе которого формируются два меандра, сдвинутых между собой на 180°. Эти напряжения поступают на входы первого 13 и второго 14 интегрирующих звеньев с переключаемым направлением тока интегрирования (см. фиг. 2,6, в).

При высоком входном потенциале конденсатор 17 первого 13 и второго 14 интегрирующих звеньев заряжается током а при низком входном потенциале разряжается этим же током (см. фиг. 2,г, д), При суммировании двух выходных напряжений первого 13 и второй 14 интегрирующих звеньев пульсации подавляются, и на выходе ВИМ-демодуляторов 6, 7 формируется выходное напряжение усилителя с гальванической развязкой (см.фиг.2,е).

Выходные импульсы ВИМ-модулятора 2 укорачиваются первьм усилителемг формирователем 3 и передаются через элемент 4 гальванической развязки на вход второго усилителя-формирователя 5 (см. фиг. 2,ж). Далее эти импульсы пр.еобразхлотся в такие же последовательности импульсов, что v на выходе входного делителя 8 частоты.

0

5

Для устойчивой работы усилителя необходимо, чтобы напряжение на конденсаторах 17 первого 13 и второго 14 интегрирующих звеньев периодически фиксировалось на некотором постоянном уровне. В схеме на фиг. I осуществляется неуправляемая фиксация напряжения с помощью второго транзистора 24, когда его рабочая точка попадает в область насыщения. В схеме на фиг. 3 введены специальные фиксирую- вще диоды 20, а в схеме на фиг. 4 использованы для фиксации напряжения формирователи 19, и управляемые ключи 18. Преобразователь 12 уровня сигнала Ьбеслечивает преобразование выходных напряжений ВИМ-модулятора 2 в уровни сигналов для цифровых схем.

Выполнение преобразователя входного сигнала в период следования импульсов несущей частоты с последующим формированием из этой последовательности двух импульсных последовательностей, имеющих скважность строго равную двум, позволяет осущест- вить фильтрацию несущей частоты и ее гармоник за счет суммирования выходных сигналов первого 13 и второго 14 интегрирующих звеньев за один период несущей частоты. Благодаря это- му расширяется полоса пропускания усилителя с гальванической развязкой. .

При несущей-частоте 700 кГц и ко10

1429898

соединенные входной дифференциальны

усилитель, ВШ-модулятор, первый уси литель-формирователь, элемент гальванической развязки, второй усилитель-формирователь и первый БИМ-демо дулятор, выход которого является выходом усилителя с гальванической развязкой, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания, в него введены второй ВШ-демодулятор, вход которого соеди нен с выходом ВИМ-модулятора, а весо вой сумматор, выход которого соединен с вторым входом входного дифференциального усилителя, первый вход с выходом второго ВИМ-демодулятрра, а второй вход - с источником опорного напряжения, при этом первый и

2J второй ВйМ-демодуляторы вьтолнены идентичными, калодьгй из них образован входным делителем частоты, последова тельно соединенными сумматором и выходным фильтром нижних частот и пер25 Еым и вторым интегрирующими звеньями включенными соответственно между выходом входного делителя частоты и первым входом сумматора, и противо фазным выходом входного делителя час

jQ тоты и вторым входом сумматора.

15

эффициенте перекрытия по частоте рав- чатель тока,выполненный на первом и

ном 2 (при положительном входном сигнале частота уменьшается, а при отрицательном увеличивается), может быть получена полоса пропускания устройства 0-50 кГц.

При нулевом входном сигнале выходное напряжение устройства равно половине максимального выходного напряжения .

Ограничитель 25 напряжения, вклю-. ченный на входе ВИМ-модулятор 2, ограничивает его входное напряжение для устранения срывов в работе управляемого мультивибратора при бросках входного напряжения. . . Цепь 10 смещения предназначена для компенсации постоянной составляющей на входе ВИМ-модулятора 2. Формула изобретения

10

29898

соединенные входной дифференциальный

усилитель, ВШ-модулятор, первый усилитель-формирователь, элемент гальванической развязки, второй усилитель-формирователь и первый БИМ-демо- дулятор, выход которого является выходом усилителя с гальванической развязкой, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания, в него введены второй ВШ-демодулятор, вход которого соединен с выходом ВИМ-модулятора, а весовой сумматор, выход которого соединен с вторым входом входного дифференциального усилителя, первый вход - с выходом второго ВИМ-демодулятрра, а второй вход - с источником опорного напряжения, при этом первый и

2J второй ВйМ-демодуляторы вьтолнены идентичными, калодьгй из них образован входным делителем частоты, последовательно соединенными сумматором и выходным фильтром нижних частот и пер25 Еым и вторым интегрирующими звеньями, включенными соответственно между выходом входного делителя частоты и первым входом сумматора, и противофазным выходом входного делителя часjQ тоты и вторым входом сумматора.

15

0

S

0

втором транзисторах,эмиттеры которых объединены,при этом вход переключателя тока .является входом интегрирующег го звена,первый генератор тока включен между эмиттером первого транзистора и источником питания, второй генератор тока включен между -источником питания и коллектором второго транзистора и первым выводом конденсатора, который является выходом интегрирующего звена, второй вьшод конденсатора соединен с общей шиной интегрирующего звена.

П П П П П П П

I I I I

1 А JL И И J i

-и -1-1 Г

Ф.2

-©

ifS.3

в-(Л

Фиг.