Электрометрический усилитель Советский патент 1989 года по МПК H03F3/34 

п

Цель изобретения- расширение диапазона рабочих частот и повышение КПД. Усилитель содержит два входных транзистора 1 и 2, два выходных транзистора 3 и 4, два токозадающих транзистора 5 и 6. В усилитель введены два прямосмещенных диода 7, 8, образующих с транзисторами 5 и 6 соответственно отражатели 9, 10 тока, резисторы 13,14 и два дополнительных транзистора 11, 12, имеющих структуру соответственно транзисторов 3 и 4. Предлагаемая схема позволяет расширить полосу пропускания частот усиливаемого полезного сигнала благодаря исключению токозадающих транзисторов из входных цепей, а заодно и паразитных емкостей, вносимых ими. Кроме того, данная схема обеспечивает высокий КПД при любых нагрузках, поскольку в схеме не требуется подбора номиналов резисторов в зависимости от величины нагрузки. 1 ил.

Ј 00

со

СП

ю со

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано при изменении малых токов и больших сопротивлений.

Цель изобретения - расширение диапазона входного тока при обеспечении автоматического выбора поддиапазона,,

На чертеже представлена структур- ная схема электрометрического усилителя.

Электрометрический усилитель содержит усилитель 1 постоянного тока, N цепей 2 отрицательной обратной связи (ООС), (N-1) управляемых ключевых элементов 3, резистивный делитель 4, (N-1) компараторов 5 и (N-1) резисторов 6.

Электрометрический усилитель ра- ботает следующим образом.

Подлежащий измерению ток поступает на вход усилителя 1 постоянного тока, протекая по цепи 2 в цепи отрицательной обратной связи, преобра- зуется в пропорциональное напряжение .на выходе электрометрического усилителя. При увеличении входного тока до значения максимально измеряемого электрометрическим усилителем после- довательно срабатывают компараторы 5 открывают управляемые ключевые элементы 3, замыкающие цепи резисторов 6 отрицательной обратной связи. В начальный момент..после подключения очередного резистора 6, что соответ- ствует переходу на менее чувствительный поддиапазон, выходное напряжение близко к нулевому значению на шкале напряжения электрометрического усилителя, но больше на величину 4U нижнего порогового напряжения срабаты- ния компаратора 5 предыдущего поддиапазона о При этом на выходе компаратора отрицательное напряжение сменя-

ется положительным, индицируя включенный поддиапазон электрометрического усилителя, например, посредством светодиодов в соответствии с таблицей состояний выходов компараторов 5 о При уменьшении входного тока до минимального значения, измеряемого усилителем, происходит обратный процесс. Последовательно срабатывают компараторы 5 в точках, соответствующих нижним пороговым напряжениям и отрицательными перепадами напряжений, присутствующими на их выходах, закрывают управляемые ключе

,-

.Q JP

20

25™ .

45

40

55

вые элементы 3 размыкающие цепи резисторов 6 отрицательной обратной связи усилителя 1. В начальный момент после отключения очередного резистора 6, и следовательно, переходе на более чувствительный поддиапазон выходное напряжение близко к максимальному значению на шкале напряжения электрометрического усилителя, но меньше на величину AV верхнего порогового напряжения срабатывания компаратора последующего поддиапазона.

Использование в цепях отрицательной обратной связи электрометрического усилителя компараторов с широкой петлей гистерезиса обеспечивает режим автоматического выбора и переключения поддиапазонов, при определении величин измеряемого тока по падению напряжения на резисторах, включенных в обратные связи усилителя.

Предлагаемый электрометрический усилитель позволяет передавать измеряемый параметр (ток или сопротивление) с большим динамическим диапазоном по одному каналу телеметрии, поскольку в нем требуемое количество поддиапазонов выбирается автоматически и регистрация осуществляется на -одной и той же шкале напряжения усилителя 06 В, что позволяет сократить количество каналов с большой частотой опроса параметров.

Формула изобретения

Электрометрический усилитель, содержащий усилительный элемент с параллельными цепями отрицательной обратной связи, первая из которых выполнена на резисторе, а последующая - на последовательно соединенных резисторе и управляемом ключевом элементе, а также источник смещения, резистив- ный делитель с N-1 выходами, подключенный к источнику смещения, и N-1 компараторов, первые входы которых соединены с соответствующими выходами резистивного делителя, а вторые объединены, выходы компараторов подключены к входам управления соответствующих управляемых ключевых элементов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона входного тока при обеспечении автоматического выбора поддиапазонов, каждый из компараторов выполнен с цепью

514835996

положительной обратной связи, причем изменения выходного напряжения .элект- ширина петли гистерезиса переключа- рометрического усилителя, а вторые

тельной характеристики каждого компа- входы компараторов соединены с выхо- ратора равна максимальному диапазону дом усилительного элемента.