Усилитель постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H03F3/38 

1

Изобретение касается усилителей и может быть использовано в электроизмерительной технике при наличии значительной разности .потенциалов между входной ивыходной цепями измерительного устройства.

Известен усилитель лостоянного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащий частотно-импульсный модулятор, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, вы-ход которого соединен с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодулятор ,1.

Точность такого усилителя определяется стабильностью отношения вольт-секундной площади импульса обратной связи преобразователя напряжение - частота Qi к площади импульса на входе демодулятора Q2. Стабильность Qi/Qg обеспечивается путем раздельного формирования каждой из этих вольт-секундных нлощадей двумя различными узлами, что приводит к усложнению этого усилителя.

Целью изобретения является упрощение усилителя.

Для этого в усилителе постоянного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащем частотно-импульсный модулятор, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, выход которого

соединен с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодулятор, в разделительный трансформатор введена дополнительная обмотка, идентичная выходной и включенная согласно с

ней, один конец которой подключен через диод к второму концу токозадающего резистора, другой конец - к общей щине модулятора, а выходная обмотка через другой диод соединена с входом демодулятора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного усилителя.

Усилитель постоянного тока с гальваническим разделением входных и выходных

цепей содержит частотно-импульсный модулятор 1, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе 2, интеграторе 3, состоящем из резистора 4, конденсатора 5 и операционного усилителя 6,

инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора 7, и одновибраторе 8, выход которого соединен с одним из концов входной обмотки 9 разделительного трансформатора 10, и демодулятор И. Разделительный трансформатор содержит дополнительную обмотку 12, идентичную выходной обмотке 13 и включенную согласно с ней. Один конец обмотки 12 подключен через диод 14 к второму концу токозадающего резистора 7, другой конец- к общей шине модулятора. Выходная обмотка 13 через другой диод 15 соединена с входом демодулятора 11.

Усилитель работает следующим образом.

Входной сигнал усиливается до необходимого уровня согласующим усилителем 2 и подается на вход интегратора 3. Когда линейно-изменяющееся напряжение на выходе операционного усилителя 6 достигает порога срабатывания одновибратора 8, последний выдает во входную обмотку 9 трансформатора 10 имлульс напряжения. С обмотки 12 импульс напряжения через диод 14, выделяю1щий одну полярность сигнала, и резистор 7 подается на инвертирующий вход операционного усилителя 6 и разряжает конденсатор 5. При этом напряжение на выходе операционного усилителя падает до минимального значения. Далее конденсатор 5 вновь начинает заряжаться током, определяемым напряжением на выходе согласующего усилителя 2 и величиной резистора 4. Напряжение на выходе операционного усилителя 6 линейно возрастает до лорога срабатывания одновибратора 8 и весь процесс циклически повторяется с частотой, про-порциональной входному напряжению и обратно пропорциональной вольт-секундной площади импульса на выходе диода 14. С выходной обмотки 13 трансформатора 10 импульсы напряжения подаются через диод 15 на вход демодулятора 11, в качестве которого может быть использован фильтр нижних частот, .где выделяется из последовательности импульсов постоянная составляющая, пропорциональная частоте и вольтсекундной площади импульсов на выходе диода 15.

Обмотки 12 и 13 трансформатора 10 выполнены идентичными, поэтому вольт-секундные площади импульсов на выходах этих обмоток, а также на выходах диодов 14 и 15 равны собой в щироком диапазоне изменения вольт-секундной площади импульса, подаваемого с одновибратора 8 на обмотку 9 трансформатора 10.

Таким образом, отнощение вольт-секундных площадей импульсов, поступающих на вход демодулятора и на инвертирующий вход операционного усилителя 6, соответственно QI и Qa постоянно- и выражение для функции преобразования имеет вид

UejnTi ,

где К, - коэффициент, определяемый пассивными элементами устройства.

К 0.

Формула изобретения

Усилитель постоянного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащий частотно-импульсный модулятор, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, выход которого соединен

с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодулятор, отличающийся тем, что, с целью упрощения усилителя, в разделительный трансформатор введена дополнительная обмотка,

идентичная выходной и включенная согласно с ней, один конец которой подключен через диод к второму концу токозадающего резистора, другой конец -к общей щине модулятора, а выходная обмотка через дрзгой диод соединена с входом демодулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3921088, кл. 330-10, опублик. 1975.