Устройство усиления с коррекцией дрейфа нуля Советский патент 1991 года по МПК H03F3/34 

i

(2J) 4696478/09

(22) 24.05.89

(46) 07.03.91. Бюл. № 9

(71)Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистический революции

(72)Ф.В.Аксенов

(53) 621.375.024 (088.8)

(56) Патент N 61-18883,

кл. Н 03 F 3/34, 1986.

(54) УСТРОЙСТВО УСИЛЕНИЯ С КОРРЕКЦИЕЙ ДРЕЙФА ПУЛЯ

(57) Изобретение относится к информационно-измерительной iехнике. Цель изобретения - уменьшение погрешности компенсации дрейфа нуля. Устройство содержит ключи 1, 2 и 4, усилитель 3 постоянного гока, интегрирующий усилитель 5, выполненный на резисторе 6, конденсаторе 7 и операционном усилителе 8, аналоговый

запоминающий блок 9, аттенюатор 10, НЕ 1I,блок 1 2 управляемой задержки Н 13 и г-р 14 управляющего напряжения. Устройство усиления имеет два режима работы: накопление дрейфа нуля усилителя 3 и усиление входного сигнала. В оба режима устройство усиления переводится циклически сигналом с выхода г-ра 14. Отработка дрейфа нуля усилителя 3 выполняется по экспоненциальному закону, причем накопление и компенсация производят™ ся и два этапа: формирование - накопление и плавная коррекция погрешности накопления дрейфа в течение заданного времени. Введение аттенюатора 10 позволяет усиличивать полезное напряжение усилителя 5, вследствие чего влияние аддитивной и динамической мультипликативной погрешности усилителя 5 (а также блока 9) на -точ- ность компенсации дрейфа нуля усилителя 3 существенно уменьшается. 1 ил.

(Л

оэ

00

со

4

оо

ND

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использовано в приборах различного назначения при усилении постоянных и низкочастотных сигналов.

Цель изобретения - уменьшение по- гретюгти компенсации гфейфя нуля.

Га чертеже представлена структурная -электрическая схема устройства усиления с коррекцией дрейфа нуля.

Устройство усиления с коррекцией дрейф.1 нуля содержит первый и второй ключи 1 и 2, усилитель 3 носгпянного тока, третий ключ 4, интегрирующий усилитель 5, выполненный на резисторе 6, конденсаторе 7, операционном усилителе 3, MI 1Л ; о.мт щий блок 9, а пенюагор Ш, элемент НЕ 11, блок 12 управляемой задержки, элемент 11 13, i спер тор 14 управляю- meiо напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Устройство усиления имеет два режима работы: накопление дрейфа нуля усилителя постоянно:о тока и усилени входного сигнала. В оба режима усили переводится циклически сигналом с первого выхода генератор; 14,

11 режим накопления дрейфа нуля усилитепьное устройство переводится чулевым уровнем сигнала на первом выходе генератор; 14, При этом первый ключ 1 размыкается, а ккэрий ключ 2 замыкается, следствие чего на вход усилителя 3 поступает ноль. На выходе усилителя 3 имеем напряжение дрейфа нули, возникшее ja время нахождения усилителя и режиме усиления

Ји; (О 5и - ди;, , (О

где QU - собственное смещение пуля

усилителя 3 послолнн ч о ток

(tit i КС ЧШ ПСч 1Д ,1

A.U - напряжение ну ri , накопленное и скомленсиро- ванн е за предыдущим цикл коррекции ;,) -- лфа.

Напряжение дрейфа нуля, определяемое формулой (П, поступает через третий ключ 4 на вход ит егрирую-це: о усилителя 5, где и накапливав гея. Аналоговый запоминающий блок ) устанавливается в режим течения сигналом с элемента И 13. Jloi н чткая единица на выходе элемента И 3 появляется через врем; L --г после установки на ВЫХОДР геш-раюра 14, определяемое блоком 12. Вследствие этого включение интегрирующего усилителя 5 в обратную связь усилителя 3 происходит с задержкой,

t

Значенн t

12

устанавли0

0

вается равным постоянной времени ин- Т01рирования пени обратной связи t , С , (2)

)

К

к

(О

;де R и С - сопрогивлелие и емкость резистора 6 и конденсатора 7 соответственно; коэффициент деления аттенюатора 10; коэффициент усиления усилителя 3.

За время с 2. после снятия сигнала с renepaiopa 14 интегрирующий уси-- ппгепь 5 прот(ЗРодит линейное накопление дрейфа нуля усилителя

Ьг 1

-- Svu-(t)dt, RC J0

(3)

о-куда при условии &U((t) const с учетом соотношения (2) получаем Ли„; b,4t) к,0/к3. (4)

L -чким образом, дрейф нуля усилителя 3 скомпенсирован,

истечением времени t

2

после

0

5

0

5

установки нуля на первом выходе генератора 14 аналоговый запоминающий Пт-.к 9 переходит на слежение (пря- r-jc прохождение сигнала) , вследст- гп интегрируощш усилитель 5 нкл о астся в обратную связь усилителя 3. Такое включение интегратора аналогично включению на вход усили;слл 3 дифференцирующей RC-цепочки

л.

с постоянной времени с «г-. Это выполняется для отработки остатка нескомпенсированного дрейфа нуля усилителя 3, возникшего из-за по- г. чшкттн выполнения равенства (2). и::на;. о эта отраОотка дрейфа выполняется не по линейному, а по экспоненциальному заьзну. Таким образом, накопление и компенсация дрейфа нуля усилителя 3 выполняется в два этапа: формирование - накопление в течение времени t и плавная коррекции погрешности накопления дрейА

где

фа в течение времени Пс , при этом

11 In (fc/fo), (5) У л - погрешност ь выполнения равенства (2);

Va допускаемая погрешность }„,

компенсации, .

5

Дтя полно f комьенса ш лр чф i t у гя CHI inn на ч рвом ни од i ие р-тора 14 должен 1 пчп (ч n i ь г г i н г j на Dpi мя

LK Ј«. (1 4 In ).)

ДНИ PC I, ПрОЧКЛ Ш i 1Н Я I

предлагаем i i i )oi п и1 HI fин роннт per i iponK i

ю

I pi НО П

с in г HI i1

iiit f М , ) i i i ,0 и I ,2.

pibut ii ) i пi a

jIOl 114 I

( г я ,I) 1 i i i

ч ii

Т Ч К ii( Ни4i

i Г(М Mil

i тп о пшц

pt i if i IK in1 i. те HJ нм( u t г ,, ЦП 1 |

Ctklltlh1ЧЬМОi n, CHI н с пин т с i n c на

пк, пи, прмпа- oЈ с i i i г г i rpi -

I JII ЦП il Ij

biunp i т i н i

1/jA) .

7 i i i

) I

§

11

IMF l

pc i p i, 11

Ii 1И П

i , пп пи i к т в Ii и ч с

к ) I

шумов интст piTJ,

(1Ч1ЦИГ Н i 1 ПС if I

Г Н I

с

нис адд i пи i он л

IИПЛПК I И НС 1 I

т о а (i i + , н

Uiei О п ICJ Л I 1

16

Ш826

дрейфа н тя си7ителя 3 существенно у «сны IP i с i.

Использование в предлагаемом yi тройстве усиления регулировки зна- че ич с путем изменения коэффициен- делс1Ш1 аттенюатора 10 позволяет

t )

i a

i

4n

.

- -

j

i

§

2S

30

3i

i- -еня гь

ЧЬ П

минимальную длительность

10

акоппения дрейфа t при ia ii них jiianGi HTV и rt . Это дает

и fa

ИСИМО Of

c,

c

50

5rj

но МО/кипе гь нc йсимо of конкретно- iipirieiit-iiiiH ус ропства усиления

ij значение погрешt in компен ации дрейфа нуля У л . Кроме того, пидача компенсирую

ц( i напри енич на вход усилителя 3

г см о страьить перегрузку всех i ( т in ипени, ч го дает позмож-

iu с i ь rcuL ibioBaib п i и реализации г п in ггля } ка к ды vciiJienHH со зна

чнт„тыим лреифом нуля.

л о р и л а и i о б р е т е н и я

icrpoia iво усиления с коррекцией Ч 01 ф ) HJ я, содержащее последова- rt 1Ы1 соединенные первый ключ и си П1тель постоянного тока, при этом ход первого ключа является входом vciроиства усиление, а выход через HI о} Л ь Фоч соединен с общей шиной, в чпц усшппепя постэянного тока ч ie PD тп i ключ соединен с входом ингсгрир юц го усилителя, о т л и - 1 f щ e t с я тем, что, с целью 1 i к ни) шь решпости кс мпенсации л п | i HI ri ме-кду выходом интегри I i to сип теля и другим входом v п int. HI постоянного тока включены i IP mis i C4tiic соединенные аналоге-

i i in 1МПН-1ПЩНН 0 ток и аттенюатор, a TIL чвсдены последовательно сое-

HI ни ic тпемепг НЕ, б юк управляе- I i и злсмет И, другой вход i i о соединен с выходом элемента

i том ч од -пемента НЕ сое- 1 i i or in ч i м генератора ч )i i i цег напряжения и управляю i п зм с piioi с i поч i, выход эле

i И соединен с пр inпяющими зк рог о и гретiсто ключей,

п) те if тт i И с единен с. управj п шин anmoioBoio запоминаю- iH i (, опока, п упр 1ШЯЮТЦИ0 входы ат- ic. н о тора и отоьа управляемой задержки Гч единены и по н пчстм к другому тп т icntiiTopi MipTBjiHimcro на- п, i ч. ь i i.