Аддитивный измерительный усилитель Советский патент 1979 года по МПК H03F3/34 H03F3/45 

(54) АДДИТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЬ Й УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к радаотехнике и может использоваться в прецезионных уст- ройствах jcoHTponH для усиления слабых электрических сигналов инфразвуковых и звуковы частот. Известен аддитивный измерительный усилитель, содержащий п дифференциальных усилите льных каскадов, входы которых попарно запараллелены между собой, а выходы соответственно суглмируются 1. Наиболее блнГзким техническим решением является аддитивный измерительный усилитель содержащий основной дифференциальный усилительный каскад, симметричньш выход которого через h (где ,3 ...) делителей напряжения подключен к соответствзтощим симметpH4HfiiM входам п вспомогательных усилительных каскадов, симметричный выход каждого из которых через согласующий резистор одновременно соединен с соответсвующим симметричным выходом основного дифференциальног усилительного каскада и с соответствующим симметричным входом аналогового сумматора, выход которого является выходом устройства Однако известный усилитель обладает значительным дрейфом нуля. Целью изобретения является снижение дрейфа нуля. Для этого в аддитивном измерительном усилителе, содержащем основной дифференциальный усилительный каскад, симметричный выход которого через п (где п 2,3 ...) делителей напряжения подключен к соответствующим симметричным входам п вспомогательных усилительных каскадов, симметричный выход каждого из которых через согласующий резистор одновременно соединен с соответствующим симметричнь1м выходом основного дифференциального усилительного каскада и с соответствующим симметричным входом аналогового сумматора, выход которого является выходом устройства, симметричный выход основного дифференциального и каждого вспомогательного усилительного каскада через разделительные резисторы подключен к несимметричному входу аналогового усредняющего элемента, несимметричный выход которого через 2 п дополнительных делителей напряжения подклю ; 3;. чен к симметричному входу основного диф ференциального и каждого вспомогательного усилительного каскада, при этом коэффициент пёредачи дополнительного делителя напряжение обратно цропорционален 2 п вспомогательных усилительных каскадов. На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного усилителя. Аддитивный измерительный усилитель содержит основной дифференциальный усилительный каскад 1, п делителей напряжения 2, п вспомогательных усилительных каскадов 3, согласующие резисторы 4, аналоговый сумматор 5, разделительные резисторы 6, аналоговый усредняющий элемент 7, 2п дополнительных делителей напряжения 8 и источник сиг нала9..- - - :..v,;. .„.,. Устройство работает следующим образом. Полезный сигнал с источника сигнала 9 поступает на вход основного дифференциалького усилительного каскада 1, с симметричного выхода которого через п делителей напряжения 2 поступает на соответствующие симмет ричные входы п вспомогательных усилительны каскадов 3 с амплитудой, близкой к сигналу на входе основного дифференциального усилительного каскада 1. Выходньтё сигналы основного дифферещиального усилительного каскада 1 и всех вспомогательных усилительных каскадов 3 как по полезному эффекту, так и по вносимому дестабилизирующему воздействию практически одного порядка и отличаются лишь степенью технологического разброса характеристик каскадов 1,3. Полезные сигналы с симметричных выходов основного дифференциального усилительного каскада 1 и всех вспомогательных усилительных каскадов через согласующие резисторы 4 синфазно пост гают на симметричный вход аналогового сумматора 5, где арифметически суммируются. Одновременно сигналы с симметричных выходов основного дифферён циального усМлитеЛь юго каскада 1 и .всех вспбмогатеяьйых усили тельных каскадов 3 через разделитёльШё резисторы 6, обеспечивающие гальваническую ра вязку и исключение взаимокорреляции каскадов i и 3, поступают на несимметричный вход аналогового усредняющего элемента 7, в кото ром обеспечивается операция аналогового усреднения аддитивной смеси из полезного сигнала и собственных выходньк дрейфов всех каскадов 1,3. В результате на несимметричном вьгходе аналогового усредняющего элемента 7 формируется эквивалентное значение дрейфа, пропорциональное произведению феднего значения собственньк дрейфов всех каскадов 1 и 3 на их удвоенное число, при этом полезная составляющая сш-нала отсутствует, поскольку полезные эффекты всех усилительных каскадов 1 и 3 попарно погацгаются как равные по амплитуде и противоположные по фазе. Сигнал с несимметричного выхода аналогового усредняющего элемента 7 через 2 п дополнительных делителей напряжения 8 синфазно поступает на все усилительные каскады 1 и 3 и формирует на каждбм из их входов опти/мальное компенсирующее напряжение. По амплитуде это напряжеггае пропорционально некоторой средней собственных значений дрейфов всех каскадов 1 и 3, а по фазе противоположно любому дестабилизирующему воздействию. Благодаря этому остаточный дрейф на выходе каждого усилительного каскада 1 и 3 определяется разнос ьйм ежду собственным значением щзейфа и усредненным значением дрейфа всех каскадов 1 и 3. Последующая операция суммирования сигналов в аналоговом сумматоре 5 соответствует для этих разностей реализации центрального момента первого порядка, в результате остаточный дрейф всего усилителя стремится к нулю, как математическое ожидание центрированной случайной величины. Предложенный аддитивный измерительный усилитель позволяет значительно повысить эффективность компенсации дрейфа в условиях различных дестабилизирующих факторов. Формула изобретения Аддитивный измерительный усилитель, содержащий основной дифференциальный усилительньтй каскад, сйймётричный выход которого через п (где п 2,3 ...) делителей напряжения подключен к соответствующим симметричным входам п вспомогательных усилительных каскадов, симметричный выход каждого из которых через согласующий резистор одновременно соединен с собтветствующим симметричным выходом основного дифференциального усилительного каскада и с соответствующим симметричным входом аналогового сумматора, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью снижения дрейфа нуля симметричный выход основного дифференциального и каждого вспомогательного усилительного каскада через разделительные резисторы подключен к несимметричному входу аналогового усредняющего элемента, несимметричиый выход которого -Через 2 п дополнителы ных делителей напряжения подключен к симметривдому входу основного дифференциального и кйждого вспомогательного усилительного каскада, при этом коэффициент передачи дополниргельногоделителя напряжения обратно пропор5ционален 2 n вспомогательных усилительных, каскадов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 703893.6 , ,.1. Патент CIfl N 3477031, кл. 330--30, опублик. 1969. 2. Авторское сввдетельство СССР N.559364, кл. Н 03 F 3/34, 1973 (прототип).