Усилитель постоянного тока Советский патент 1989 года по МПК H03F3/38 

Изобретение относится к электро- нике и может быть использовано в усилительной технике для усиления сигналов постоянного тока.

Цель изобретения - повышение точ- иости за счет подавления импульсных помех.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема усилителя постоянного тока; на фиг. 2 - временная диаграмма работы усилителя постоянного тока; на фиг. 3 - схема преобразователя частота - напряжение, пример вьшолнения.

Усилитель постоянного тока содержит модулятор 1, усилитель 2 переменного тока, демодулятор 3, фильтр 4 нижних частот, генератор 5 опорных сигналов, ключ 6, вьтрямитель 7, аттенюатор 8, блок 9 сравнения, преобразователь 10 частота - напряжение, входной фильтр 11 нижних частот.

первый полосовой фильтр 12, первый амплитудный детектор 13, второй полосовой фильтр 14, второй амплитудный детектор 15, блок 16 сравнения и выходной ключ 17.

Усилитель постоянного тока работает следующим образом.

Входной сигнал (фиг. 2а) поступает на модулятор 1, где модулируется по амплитуде сигналом с частотой f.,, подаваеквлм на модулятор 1 с гегЛ

нератора 5. Модулированный по амплитуде сигнал подается на усилитель 2 переменного тока (фиг. 2г). С выхода усилителя сигнал переменного напряжения подается на демодулятор 3 и на выпрямитель 7 с постоянной времени Д постоянная времени фильтра 4. Выходной сигнал выпрямителя 7 и ,,„ (фиг. 2д) через аттенюатор 8 подается на один вход блока 9 сравнения, на второй вход которого

ел

ел

со

4 СО

поступает выходной сигнал Up, с фильтра 4 Сфиг. 2)с С помощью аттенюатора 8 величина Ujj,ri устанавливается меньше Ugi,x з величину dU U gj,,- KU

вцп

где К - коэффициент передачи аттенюатора 8, причем К 1.

Ца фиг. 26 показана помеха, на фиг. 2в - входной сигнал + помеха.

Величина АИ определяет порог срабатывания блока сравнения и для повышения помехоустойчивости работы усилителя изменяется пропорционально изменению входного сигнала. Выходной сигнал блока 9 сравнения подается на управляющий вход ключа 6. При этом выходнор сигнал генератора 5 опорных сигналов подается через ключ 6 на управляюппи вход демодулятора 3 с частотой демодуляхгии.

Продемодулированный сигнал поступает на фильтр 4 нижних частот для вьщеления усиленного сигнала пропорционально входному.

Устройство при деГштвии и fflyльc- ных помех (см. временные диаграммы фиг. 2 t t ,- t, t t - t) работает следующим образом. Входной сигнал (фиг. 2в) поступает на модулятор

15343,)

лятора управляющий сигнал подается на преобразователь 10 частота - напряжение и запирает его на время действия импульсной помехи.

При прекращении действия помехи (фиг, 2, t tj) выходной сигнал вьшрямителя 7 U g,,, тогда

ки

UBU,

. При этом блок 9 срав)Q нения возвращается в исходное состояние. Выходной сигнал блока 9 сравнения подается на ключ 6. В результате ключ 6 производит подключение демодулятора 3 к входу фильтра 4 и усили15 тель возвращается в исходное состояние работы, когда выходной сигнал демодулятора 3 подается на фильтр 4 для вьщеления. сигнала, пропорционального входному.

20 Таким образом, в предлагаемом

устройстве обеспечивается подавление действующих импульсных помех.

Подавление действующих на усилитель постоянного тока узкополосных

25 помех происходит следующим образом.

Выходной сигнал с демодулятора пос- поступает на преобразователь 10 частота - напряжение, где анализируется по значениям помехового сигнала на

Изобретение относится к электронике. Цель изобретения - повышение точности за счет подавления импульсных помех. Достижение поставленной цели обеспечивается использованием изменения частоты коммутации и подавления низкочастотных импульсных электрических помех. Дополнительным преимуществом усилителя является стробирование управления частотой генератора опорных сигналов в течение времени действия импульсной помехи, что предотвращает возможность перестройки частоты коммутации, вызванную действием импульсной, а не узкополосной помехи. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

1, где модулируется- по амплитуде сиг-зо различных частотах. Если узкополосналом с частотоГ f,

подаваемым на

модулятор 1 с генератора 5. Модулированный по амплитуде сигнал подается на усилитель 2 переменного тока (фиг. 2г t t ,- t-г). С выхода усилителя сигнал подается на демодулятор 3 и на выпpя итeль 7 с постоян ной времени «Гфц,. При действии помех выходной сигнал Ирцп В1-1Прямите.чя 7 (фиг. 2д), даже ослабленный аттенюатором 8, становится больше сигнала

Вык

на выходе усилителя (фиг. 2е),

uin Bu.v В результате

и

при этом KTJg, и

срабатывает блок 9 сравнения. На выходе блока 9 сравнения появляется выходной сигнал (фиг. 2ж), который переключает ключ 6.

При этом на управляющ 1й вход демодулятора 3 через 1СПЮЧ 6 подается сигнал управления, который размыкает ключи демодулятора 3. Это вызывает отключение выходного сигнала усилителя 2 nepeMeiinoro тока от входа фидьтра 4. На выходе усилителя сохраняется напряжение Uj , близкое к напряжению в момент t , что обеспечи вает ослабление выходного сигнала, вызванного действием помех. Одновременно с размыканием ключей демоду

ная помеха действует на частотах, близких или равных частотам Kf, где К 1, 3, 5,..., fK частота коммутации, то дисперсия помехового сигнала на выходе усилителя имеет локальный экстремум. В этом случае выходной сигнал с преобразователя частота - напряжение перестраивает частоту генератора 5 до тех пор, пока дисперсия помехового сигнала на выходе устройства не примет наименьшее в диапазоне перестройки частоты значение. Количественно значение дисперсии помехового сигнала можно оценить по формуле

4

1/2

К1

1 + :L± ()2

Т2 со

где Т - постоянная времени фильтра 4; 1 - период коммутации; 4U)- расстройка, 4w ы- оО

2ff(f - f J;

К - коэ1}к|)ициент передачи усилителя 2 переменного тока. Таким образом, значение выходного помехового сигнала обратно пропорционально величине расстройки частоты, на которой действует узкополосная помеха,

51515343

относительно частоты коммутации.

При изменении помеховой обстановки, т.е. при изменении частоты действующёЙ5 узкополосной помехи, преобразователь частота - напряжение перестраивает частоту генератора 5 опорных сигналов до получения наименьшего в диапазоне перестройки частоты значения диспер- 10 сии помехового сигнала. Таким образом осуществляется адаптация работы устройства в-изменяющейся помеховой обстановке.

Повышение точности работы предла- 15 гаемого усилителя в условиях действия низкочастотных злектрических помех обеспечивается использованием изменения частоты коммутации и подавления низкочастотньк импульсных, злектричес- 20 ких помех.

Преобразователь 10 частота - напряжение, показанный на фиг. 3, работает следующим образом.

Фильтр 1 с частотой среза, равной наибольшему значению частоты коммутации, осуществляет фильтрацию высокочастотных помех. Затем помеховый сигнал подается на полосовые фильтры 12 и 14. Первый полосовой фильтр 12 на

а второй полона частоту 2 f.

35

С выходов полосовых фильтров 12 и 14 помеховый сигнал подается на входы амплитудных детекторов 13 и 15. На. выходе каждого амплитудного детектора выделяется напряжение, пропорциональное дисперсии помехового сигнала на частотах f, и 2f соответственно. Превышение одного напряжения над другим вызывает срабатывание блока 6 сравнения и управлямхций сигнал устанавливает такую частоту генератора 5 опорных сигналов, при которой диспер45

сия помехового сигнала имеет наименьшее значение.

Стробйрование управления частотой генератора опорных сигналов в течение времени действия импульсной помехи предотвращает возможность пересгт)ой5 10

5 0

5

0

5

5

0

ки частоты коммутации f , вызванную .., действием импульсной, а не узкополосной помехи.

Формула изобретения

фие,1

(fJaг.Z

фигЗ

Uynp.