АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА С СИММЕТРИЧНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ Советский патент 1967 года по МПК H03F3/38 

Известен усилитель постоянного тока с симметри.чной статической характеристикой, построенный на автогенераторном принципе. Входящий в него усилитель переменного тока охвачен обратной связью через мост, в плечи которого включены нелинейные емкости, причем одна диагональ моста подключена к выходу усилителя, а другая к входу. Источник сигнала постоянного тока подключен к нелинейным емкостям. В усилитель включен резонансный контур, к выходу усилителя подключен детектор и фильтр, а к выходу детектора включен источник компенсирующего напряжения. Недостатками известного устройства являются невозможность получения регулируемой зоны нечувствительности статической характеристики, что сужает область его применения, и снижение вдвое диапазона линейности по выходу устройства при введении компенсирующего источника. Предлагаемый усилитель отличается тем, что входная диагональ моста с нелинейными конденсаторами соединена с выходом усилителя переменного тока через встречно включенные вторичные обмотки двух имеющих разные резонансные частоты узконолосных трансформаторов, первичные обмотки которых включены последовательно и согласно между коллектором выходного транзистора усилителя переменного тока и минусом источника питания. Это позволяет получить регулируемую зону нечувствительности статической характеристики усилителя и расширяет линейную часть амплитудной характеристики усилителя. На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого автогенератора; на фиг. 2 - статическая характеристика автогенератора с максимальной зоной нечувствительности; на фиг. 3 - статическая характеристика автогенератора без зоны нечувствительности. Источник / входного сигнала постоянного тока через резистор 2 подключен к одной диагонали моста, в двух плечах которого включены нелинейные конденсаторы 5 и 4. В качестве конденсаторов используются емкости р-ппереходов полупроводниковых диодов. Та же диагональ моста через последовательно включенные два высокочастотные дросселя 5 и 6 и конденсатор 7 соединены со входом двухкаскадного высокочастотного усилителя, собранного на транзисторах 8 к 9, включенных но схеме с общим эмиттером. Дроссель 5 шунтирован конденсатором 10. Индуктивности дросселей 5 и 5 образуют вместе с нелинейными конденсаторами 5 и 4 и конденсатором 10 два колебательных контура с различными резонансными частотами. Индуктивность дросселя 6 выбрана меньше индуктивности дросселя 5

и входит в контур с более высокой резонансной частотой.

В качестве нагрузки к усилителю подсоединены два носледовательно включенных узкополосных трансформатора 11 и 12, каждый из которых настроен в резонанс с одной из частот. Встречно соединенные обмотки 13 и 14 трансформаторов подключены ко второй диагонали моста.

Выходные обмотки 15 и 16 каждого из трансформаторов включены в схему детектора, включающего диоды 17 и 18 нагрузку 19 и фильтрующий конденсатор 20, а первичные обмотки 21 и 22 включены последовательно и согласно между коллектором транзистора 9 и минусом источника питания. Движок потенциометра 23, включенного во входную цепь усилителя, соединен с его выходом.

Устройство работает следующим образом. Если требуется получить статическую характеристику с зоной нечувствительности движок потенциометра 23 устанавливают в крайнее нижнее положение. При сигнале на входе, равном нулю, мост сбалансирован и передача его от одной диагонали к другой, т. е. с выхода усилителя на вход, равна нулю.

При сигнале на входе одного знака емкость одного из нелинейных конденсаторов увеличивается, а другого уменьшается и мост разбалансируется. Степень связи р по абсолютной величине будет пропорциональна вели/шне входного сигнала и положительпой для одной частоты (например, более высокой) и отрицательной для другой (более низкой), так как обмотки обратной связи 13 и 14 для каждой из частот подключены к диагонали моста встречно. При определенной величине входного сигнала Lo (фиг. 2) произведение /С-р, где К - коэффициент усиления усилителя, станет равным единице и усилитель будет генерировать высокую частоту, значение которой определяется индуктивностью дросселя 6 и последовательно включенным конденсатором 10 и нелинейными конденсаторами моста 3 и 4, которые образуют последовательный колебательный контур для высокой частоты на входе усилителя.

, Напряжение высокой частоты выделяется на трансформаторе 11, детектируется диодом /7 и в нагрузке 19 появляется напряжение постоянного тока Ll одного из знаков. При дальнейшем увеличении входного сигнала возрастает амплитуда генерации и уровень напряжения в нагрузке.

При изменении знака входного сигнала связь будет положительной для более низкой частоты и отрицательной для более высокой, так как меняется направление разбаланса моста. При сигнале на входе UQ усилитель будет генерировать более низкую частоту, значение которой определяется индуктивностью дросселя 5 и конденсаторами 3, 4 и 10, которые образуют для нее колебательный контур на входе усилителя. Генерируемое напряжение с выходной обмотки 16 трансформатора 12 детектируется диодом 18, создавая на нагрузке напряжение Lg, знак которого противоположен по отношению к напряжению t/i. Таким образом, получается статическая 5 характеристика с зоной нечувствительности, симметричная относительно начала координат.

Если требуется получить характеристику без зоны нечувствительности, движок потенциометра 23 устанавливают в крайнее верхнее положение. При этом вводится определенная степень положительной обратной связи с выхода усилителя на вход, одинаковая для обеих частот. Величина ее выбрана такой, что 15 при верхнем положении движка и отсутствии входного сигнала усилитель генерирует обе частоты одновременно и уровень напряжения каждой из частот одинаков. Детектируемое напряжение И и Uz каждой из частот создает в нагрузке ток разного направления, и поэтому при отсутствии входного сигнала суммарный ток в нагрузке равен нулю. При подаче на вход сигнала увеличивается степень положительной связи для одной из частот и од5 повременно уменьшается степень положительной связи для другой. Уровень генерации для одной из частот растет, для другой падает и в нагрузке цоявляется напряжение одного из знаков. Статическая характеристика в этом 0 случае не имеет зоны нечувствительности (см. фиг. 3). Перемещая движок потенциометра, можно получить любую промежуточную зону нечувствительности от О до 2 t/o.

В случае использования усилителя в систе5 мах автоматического регулирования при выходе его из строя прекращается генерация на обеих частотах и на нагрузке не будет напряжения. Следовательно, не будет ложного движения исполнительного механизма, что может 0 привести к отказу, когда регулирующий орган перемещается в одно из крайних положений. Кроме того, можно регулировать зону нечувствительности, что расширяет область применения устройства в схемах регулирования, 5 например в импульсных регуляторах.

Линейность по выходу предложенного устройства при одинаковом усилителе переменного тока в два раза выше, чем в известном усилителе. 0

Предмет изобретения

Автогенераторный усилитель постоянного тока с сим-метричной статической характеристикой, содержащий усилитель переменного тока на транзисторах, в цепь обратной связи которого включен мост с нелинейными конденсаторами, и источник питания, отличающийся тем, что, с целью получения регулируемой зоны нечувствительности статической характеристики усилителя и расширения линейной части амплитудной характеристики, входная диагональ упомянутого моста соединена с выходом усилителя переменного тока через

имеющих разные резонансные частоты узкополосных трансформаторов, первичные обмот-ки которых включены последовательно и согласно между коллектором выходного транзистора усилителя переменного тока и минусом источника питания.

4-г(Й

t

23

12

--та22

1 Т7:)ч I

Ш.

.