Усилительное устройство Советский патент 1978 года по МПК H03F9/00 

Целью изобретения является уменьшение нелинейных искажений выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом усилительном устройстве обмотки управления обоих усилителей через диоды соединены с входными выводами устройства, при этом часть нагрузочного резистора одного из усилителей включена последовательно с обмоткой управления другого усилителя, а выходы мостовых выпрямителей встречнопоследовательно подключены к выходным выводам устройства.

На фиг. 1 - принциниальная схема предлагаемого усилительного устройства; на фиг. 2 представлены графически технические характеристики устройства.

Устройство содерл ит; однотактные магнитные усилители (МУ) 1, 2; источник питания 3 переменного тока, включенный последовательно между выходными обмотками дросселей насыщения усилителей 1, 2 и их мостовыми выпрямителями 4, 5; обмотки управления усилителей 1, 2 через диоды 6, 7 соединены со входными выводами устройства при этом часть нагрузочного резистора 8 одного из усилителей включена последовательно с обмоткой управления другого усилителя; резисторы 9-13.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что на вход МУ2 через диод 7 поступает входной сигнал U оиределенной полярности, одновременно через диод 6 поступающий на входМУ.

Допустим, что изменение этого сигиала во времени (i) на резисторе 10 будет линейным. В то же время на резисторе 11, являющемся частью нагрузки МУ1, напряжение, выпрямлепиое мостом 4, будет изменяться во врслмени по некоторому нелинейному закону Bj i(t) (см. эпюры наирялсений на фиг. 1).

Следовательно, на вход усилителя 2 поступает разность папряжений (Ua,-t/y), имеющая вид прямой И, изображенной на фиг. 2.

Заметим, что на фиг. 2 кривая 1 изобрал ает выходную характеристику МУ 6вых /(у)Очевидно, что для нолучения линейного выходного сигнала - прямая II - необходимо из координат кривой I вычесть координаты некоторой сформированной крнвой Hi. На резисторе 8 МУ2 это управляющее напряжение будет усиливаться и выпрямленное мостом 5 будет иметь вид и а, /(0

Для обеспечения нормальной работы схемы усилителя МУ1 и МУ2 следует выбирать однотиннымн и с одииаковыми зависимостями

вых /(Уу).

При подборе соответствующего релхима работы и вычитаиии напряжений Uz и Ив, на нагрузочном резисторе 8 будем иметь падение напряжения При этом необходимо, чтобы разность Ие усиливалась на начальном участке выходной характеристики МУ2 (участок аЛ кривой I, фиг. 2), который

обычно у магнитных усилителей является достаточно линейным.

Предлагаемая схема позволяет использовать один и тот же источник питания, если нет необходимости в развязке входных и выходных цепей. Диоды 6, 7 предназначены для развязки входной цепи МУ1 и источника управляющего сигнала от выходного напряжения МУ1.

Из рассмотреиного следует, что схема такого ЛГШ позволяет значительно увеличить коэффициент кратности при обеспечении линейной зависимости между сигналами на входе и резисторе нагрузки.

В заключение отметим, что МУ 1 и 2 могут управляться как по напряжению, так и по току. Сопротивлеиие управляющей обмотки МУ1 и резистор 10 выбираются таким образом, чтобы их суммарная величина по крайней мере

была 5ы равна или была бы несколько больше входного сопротивления МУ2. Погрешность преобразования определяется в основном точностью формирования кривой III (фиг. 2) при идентичных выходных характеристиках МУ1

и МУ2. Поэтому важно при отладке устройства обеспечить точность изготовления резисторов 8-12. Выполнение вышеуказанных требований позволило обеспечить нелинейность выходной характеристики устройства (диапазон входного напряжения 0,1-10 В, частота источника питания 3 Гц) около 1%. Динамические возможности устройства в первом приближении онределяются величинами индуктивностей управляющих обмоток МУ 1,

2, т. е. как и у обычных МУ.

Следует отметить, что данное устройство существенно отличается от известного каскадного соединения МУ тем, что входы обоих усилителей параллельно подключены к источнику t/y, т. е. носледиий одновременно без преобразования (усиления) поступает на входы МУ 1, 2. Прн малых уровнях t)y (единицы, десятки мкВ) в качестве материала магнитопроводов МУ 1, 2 следует использовать пермаллои марок 79НМ (У), 50 НП и т. п.

Использование предлагаемой схемы устройства позволяет значительно повысить линейность преобразования входной величины (напряжения тока) и обеспечить повышенную

кратность, что в конечном счете значительио повышает точность преобразования входной величины и гараитирует, например, точность регулирования в системах электроавтоматики. Как следствие, это позволяет сократить расход материалов, химикатов и т. д., в частности в технологическом процессе химического и т. п. производств.

Формула изобретения

Усилительное устройство, содержащее два однотактных магнитных уснлителя и источник питання переменного тока, включенный последовательно между выходными обмотками дросселей насыщения указанных усилителей и

их мостовыми выпрямителями, отличающееся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений выходного сигнала, обмотки управления обоих усилителей через диоды соединены с входными выводами устройства, при этом часть нагрузочного резистора одного из усилителей включена последовательно с обмоткой управления другого усилителя, а выходы мостовых выпрямителей встречно-последовательно подключены к выходным выводам устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Розенблат М. А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. М., «Наука, 1966, с. 376-444.

2.Авторское свидетельство СССР N° 150133, кл. G 01R 19/20, 1962.

3.Авторское свидетельство СССР № 204380, кл. Н 03F 9/00, 1967.