Устройство для усиления постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК H03F3/38 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖИ1ИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в измерительных устройствах.

Известно устройство для усиления постоянного напряжения, содержащее основной дифференциапьньш усилитель, охваченный последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, корректирующий усилитель типа М-ДМ, вьшолненный в виде последовательно соединенных модулятора, усилителя переменного тока с дифферендиальным входом, демодулятора, фильтра нижних частот, и суммируюлдай усилитель, вход которого соединен с выходами основного, дифференциального и корректирующего усилителей 1 .

Однако это устройство имеет низкую стабильность коэффициента передачи.

Цепь изобретения - повышение стабильиости коэффициента передачи устройства для усиления.

Для этого в устройстве для усиления постоянного напряже1шя, содержащем основной дифферент циальный усилитель, охваченный последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, корректирую1ций усшштель типа М-ДМ, вьшолненный в виде последовательно соединенных модулятора, усилителя переменного тока с дифференциальным входом, демодулятора, фильтра нижних частот, и суммирующий усилигель, вход которого соединен с выходами основного дафференциального и корректирующего усилителей, инвертирующий вход основного дифференщального усилителя через резистор соединен с одним из входов модулятора корректирующего усилителя, а иеинвертарующий вход основного дафференциального усилителя непосредственно соединен с входом модулятора корректирующего усилителя и является

0 входом устройства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для усиления постоянного напряжения.

Устройство содержит основной дифференциальный усилитепь 1, охваченный последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, выполненной на резисторах 2,3, корректирующий усилитель 4 типа М-ДМ, выполненный в виде последовательно соеданенных модулятора 5, усилителя 6 переменного тока и д |фференциальным входом, демодулятора 7, фильтра 8 шжних частот, и суммирующий усилитель 9, вход которого соединен с выходами 10,11 осн(вного дифференциального и корректирующего уЬилителей 1,4, инвертирующий 3 вход 12 основного дафференциального усилителя 1 через разистор 13 соединен с одним из входов 14 модулятора 5 корректирующего усилителя 4, а неин вертнрующий вход 15 основного дифференциал ного усилителя 1 непосредственно соединен с другим входом 1 б модулятора 5 корректирующего усилителя 4 и является входом устройства, операщюнные резисторы 17,18,19 общие точки 20,21,22 основного дифференциаданого усилителя 1, усилителя 6, сум.мирующего усилителя 9 объединены и являются общими для входного сигнала 23 и выходного сигнала 24, резистор 25. Устройство работает следующим образом. Напряжение входного сигнала 23 поступает на неинвертирующий вход 15 основного дифференциального усилителя 1. Напряжение ошибки (некомпенсации) основного дифференциального усилнтеля 1, равное разности между напряжением входного сигнала 23 и напряжением отрицательной обратнсш связи линейно усиливается корректирующим усилителем 4, напряжение с выхода 11 суммируется с напряжением с выхода 10 с помощью суммирующего усилителя 9 и операционных резисторов 17,18,19. Корректирующий усилитель 4 охвачен собственной отрицательной обратной связью, выполненной на резисторах 13,25. За счет коррекции с помощью корректирующего усилителя 4 происходит увеличение точности устройства в целом. Определяют величину щума, приведенного ко входу устройства. В результате действия источника 1 О ) 1 на входе основного дифференциального усилителя 1, на его входе возникает напряжение gj-Kp , f l,iri,.ftx ) где Uoc - напряжение отрицательной обратной связи основного дифференциального усилителя 1; Ко - козффициент передачи разомкнутого основного дифференциального ушлителя 1. i 0 и ftc - козффициенты передачи делителей обратной связи основного дифференциального и корректирующего усилителей 1,4 на резисторах 2,3 и 13,25; К X 14 -( - козффициент передачи разомкнутого корректирующего усилителя 4; TK - эквивалентная постоянная времени разомкнутого корректирующего усилителя 4. Если Ко Кк К, До Йк , то подставляя в (1) выражение IT . ос I+KO/SO i-t-KfJ

получают

.К

А

(2)

(l + K)() .

Формула изобретения

Устройство для усиления постоянного напряния, содержащее основной дифферегащальный усилитель, охваченный последовательной отрицательПодставляя в (3) K l4J60T после преобразований, учитьшая, что 1+к I, получаютУровень приведенного ко входу щума UIUB предложенного устройства определяется практически величиной щумов основного дифференциального усилителя 1 в соответствии с выражением Кэ .K из которого следует, что низкочастотные шумы основного дифференциального усилителя 1 ослабляются в полосе частот too, определяемой неравенством. 3 к Уровень шума UUIB, приведенного ко входу 16, для случая, когда корректирующий усщштель 4 аналогичен основному усилителю в предложенном устройстве, определяется из выражения к кИз сопоставления выражений (5) и (4) следует, что полоса ослабления щумов в предложенном устройстве больщв полосы ослабления щумов прототипа в + к/Зраз. благодаря этому могут бьггь получены существенно меньшие значения аддитивных погрешностей, вызьшаемых действием низкочастотных щумов. Другая составляющая погрепшости предложенного устройства, вызьшаемая нестабильностью козффициентов передачи основного дифференциального и корректирующего усилителей 1,4,обратно пропорциональна эквивалентной глубине ещ отрицательной обратной связи, которая равна произведению глубины отрицательной обратной связи основного дифференциального и корректирующего усилителей 1,4.

ной обратной связью по нацряжению, корректирующий усшштель типа М-ДМ, вьшолнедаый а виде последовательно соединенных модулятора, усилителя переменного тока с дифференциальным входом, демодулятора, фильтра нижних частот, и суммируюищй усилитель, вход которого соединен с выходами основного дифференциального и корректирующего усили.телей, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента передачи, инвертирующий вход основного дафференциального усилителя через резистор соеданен с одним из входов модулятора корректирующего усилителя, а неинвертнруюший вход основного диёфференциального усилителя непосредственно соединен с другим входом модулятора корректирующего усилителя и является входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР N 240026, Н 03 F 3/38, 1967.