УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1971 года по МПК G06G7/12 H03F3/38 

Предлагаемое изобретение относится к области-автоматики и направлено на совершенствование высокостабильных усилителей постоянного тока, используемых в системах контроля и управления.

Известные усилители постоянного тока имеют значительную нестабильность нуля, ограниченный порог чувствительности и не обеспечивают выдачи информации о входном сигнале Б цифровом виде.

Целью предлагаемого изобретения является повышение чувствительности и стабильности нуля усилителя постоянного тока, а также обеспечение выдачи информации о входном сигнале в цифровой форме.

Указанная цель достигается использованием на входе устройства квантового частотного датчика, отличающегося высокой чувствительностью и стабильностью нуля, с последуюш,ей модуляцией скважности его выходного сигнала путем заполнения периодов следования выходных импульсов частотного датчика фиксироватшым числом импульсов эталонной частоты. В результате получается линейная зависимость выходного сигнала устройства от изменения входного тока.

сов эталонной частоты, занолняющих период следования импульсов частотного датчика.

Блок-схема предлагаемого усилителя постоянного тока представлена на фиг. 1; на

фиг. 2- функциональная схема модулятора скважности; на фиг. 3 - схема шифратора.

Усиливаемый сигнал гвх подается на вход частотного датчика /, в качестве которого использован квантовый преобразователь типа

«ток - частота с промежуточным преобразованием тока в напряженность магнитного поля. На выходе частотного датчика получаются импульсы с частотой следования , где /С - коэффициент преобразования частотного

датчика. Импульсы с выхода частотного датчика подаются на модулятор скважности 2 и шифратор 3. Кроме того, на шифратор и модулятор скважности поступают импульсы эт с генератора 4 эталонной частоты. Модулятор

скважностн в каждый период следования Т импульсов частоты формирует эталонный импульс (строб) длительностью , где п - целое натуральное число, а Тэт - период следования импульсов частоты /эт- При этом

скважность Q импульсов на выходе модулятора оказывается пропорциональной частоте /, т. е.

С выхода модулятора скважности ,2 импульсы длительностью т поступают на усилитель мощности 5, а затем на фильтр 6. Ток на вьь ходе фильтра inbix - mQ, где т - коэффициент пропорциоиальности.

Таким образом, выходной ток усилителя гвых тлТэт/ тпГэт/Сгвх Kyinx, где K mnTaiK - коэффицнент усиления устройства.

На фиг. 2,а представлена фуикииональная схема модулятора скважности 2. On состоит из ключа 7, представляющего собой илшульсно-потенциальную схему совпадения, статических триггеров 8 и 9, счетчика нмиульсов 10 п регистра //.

В исходном состоянии сигналы на выходах триггеров отсутствуют, при этом ключ закрыт. Счетчик установлен в состояние, обеснечнвающее формирование имнульса иереиолкення с нриходога на счетный вход (л-г)-го имиульса.

Работа модулятора имиульсов поясняется времеииыми диаграммами на фиг. 2,6.

При поступлении на триггер 9 первого имиульса частоты / (с частотного датчика), триггер изменяет свое состояние и открывает ключ, на который поступают и,мпульсы .эталонной частоты (с генератора эталонной частоты). Импульсы с выхода ключа гюстунают на триггер S и на счетчик и,мнульсов 10. Первый импульс опрокидывает триггер 8, и а выходе которого появляется сигнал. С приходогм на счетчик («+)-го импульса с выхода счетчика выдается и,миулье иереиолнення, который возвращает в исходное состояние триггеры 8 и 9, а через регистр восстанавливает исходиое состояние счетчика.

С приходом последующих имиульсов частоты f оиисаиный нроцесс повторяется.

На фиг. 3 нредставлена функциональная схема шифратора, который состоит из ключа 12, иредставляющего собой имиульсно-нотен циальиую схему совпадения, счетчика имиульсов 3, статического триггера 14 со счетным входом и формирователя имиульсов 15.

В исходном состоянии на выходе триггера, Соединенном с ключом, сигнал отсутствует, а счетчик сброшен в нуль. Формирователь импульсов выдает одииочные имнульсы только в моменты возвращения триггера в исходиое состояние.

При поступлении на счетиьгй вход трштера первого импульса частоты f (с частотиого датчика) триггер переходит во второе уетойчивое состояние и открывает ключ, на который подаются импульсы эталонной частоты эт (с генератора эталонной частоты). Импульсы с выхода ключа иостуиают иа счетчик, который фиксирует их количество. С ириходом jja счетный 2ХОД триггера второго нмиульса частоты /

триггер возвращается в исходное состояние и закрывает ключ. При этом ио еигналу на выходе триггера, соедииениом с формирователем имнульсов, в последнем формируется импульс. Этим имнульсом производится считывание кода в счетчике с одновременным сбросом счетчика в исходное состояние и онрокидывание тригтера во второе устойчивое состояние. В результате этого ключ сиова открывается, и

счетчик опять фшхснруст число поступающих па него импульсов. В дальнейшем процеееы в шифраторе повторяются. Таким образом, счетчик выдает при счптываиии код числа импульсоз эталоиной частоты, накопленных в нем

за промежуток времени между двумя нмиульса),1и частот /, т е. код периода следования Т этих имиульсов.

По коду числа п, заводимого в модулятор скважчюсти, i: коду периода Т MOJKHO оиреде., .лить скважность ИМПУЛЬСОВ .

Для нормальной работы нредлагаемого усилителя должно соблюдаться следующее условие:

.,,

k (п -г 1)

где 1ЕХМЛКС - максимальное значение входного тока.

Предмет изобретения

1.Усилитель постоянного тока на основе частотного датчика, содержащий преобразователь, генератор эталонной частоты, усилитель мощности и фильтр, отличающийся тем, что, е целью увеличения стабильности нуля и чувствительиости усилителя, в качестве частотного

датчнка нрименем квантовый нреобразователь типа «ток - частота с промежуточным преобразованием тока в напряженность магнитного поля и мо:1;улятор , причем ко входу преобразователя «ток - частота подключей нсточннк входных сигналов, выход нреобразо1 ате;гя coezunieH с первым входом модулятора скважиости, второй и третий вход которого соедииеиы с выходом генератора эталонной частоты и источником управляющего воздействия соответствеино, а выход модулятора скважности соедииеи ео входом усилителя мощности и фильтром.

2,Усилитель ио н. 1, отличающийся тем, что, с целью получения цифрового кода, характеризую-щсго входиой сигнал усилителя иостоянного тока, в иего включен шифратор, один вход которого соединен е выходом генератора эталонной частоты, а второй - с выходом преоб1)азователя «ток-- частота.

I-дых

U j 111 УШ LLLJLLJLLLLI LJlllJ и J liUJВыход

ModyjifiГ Л j-| рп г

тора