Усилитель Советский патент 1980 года по МПК H03F3/00 

Изобретение относится к элементам автоматики и может быть применено в системах автоматического регулирования и управления, а также в контрольно-измерительной текнике. Известны усилители, выполненные на базе операционнык усилителей l и 2. Из известных усилителей наиболее близким по технической сущности и до-. стигаемому результату к изобретению является второй усилитель, содержащий блок формирования управляющих импульсов, масштабные элементы, входы которых соединены со входами усилителя, выходы - с первым входом ключа, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и через элемент отрицательной обратной связи к выходу операционного усилителя, неинвер тирующий вход которого соединен с шино нулевого потенциала. Недостатком такого усилителя является ограниченность функциональных возмож ностей из-за однозначности передаточной функции. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей усилителя. Это достигается тем, что в усилитель введены блок корректирующих элементов,, коммутатор и логический блок, первый вход которого соединен с управляющим входом усилителя, второй вход - с выходом блока формирования управляющих импульсов, первый выход - со вторым входом ключа, а второй выход - со входом коммутатора, выходы которого подключены соответственно ко входу блока корректирующих элементов, первому входу ключа, выходу операционного усилителя и шине нулевого потенциала. На фиг. 1 -приведена функциональная схема усилителя; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема блока КСэлементов и коммутатора; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема усй- 374 лителп, реализующего передаточную (Т,Р-..Я и его амплитудио-частотная характеристика. Предлагаемый усилитель содержит мае штабные элементы 1, 2 и 3, операционный усилитель 4, элемент 5 отрицательной обратной связи, ключ 6, блок 7 формирования управляющих импульсов, логический блок 8, коммутатор 9, блок 10 корректирующих, элементов, резисторы 11, 12 и 13, конденсаторы 14, 15 и .16, ключи 17,18, 19, 20, 21, 22 и 23 коммутатора 9. В качестве элементов 1, 2 и 3 в. усилителе применены резисторы, а в качест« ве элемента 5 - конденсатор. На резисторы 1, 2 и 3 подаются вход ные напряжения Ue,%, . первый вход логического блока 8 с управ ляющего входа усилителя поступают сигна лы управления Uvj , с помощью которых выбирается вид коррекции частотной характеристики усилителя, а на второй вход импульсные сигналы управления U) с блока формирования управляющих импульсов, обеспечивающих функционирование выбранного типа коррекции. Усилитель может реализовать различные передаточные функции в зависимости от числа RC -элементов в блоке 10 и числа ключей в коммутаторе 9,2(К...о.-.,С,л (,,(,--((,,Рассмотрим работу усилителя , когда коммутатор 9 содержит, например 7 ключей, а блок 1О состоит иэ трех резисторов и трех конденсаторов. Предположим, что логический блок 8 по сигналу управления и« подключает ключи коммутатора 9 к блоку 10, как показано на фиг, 2, Тогда схема усилителя принимает вид, представленный на фиг. 3. Ключ 18 ком мутатора 9 замыкается и размыкается синхронно с ключом 6 (например, через половину периода несущей частоты), обеспечивая работу корректирующих элементов на постоянном токе. Усилитель реализует по каждому входу передаточную -функцию следующего вида: TVp-v-l Ср) -Кп ., где К коэ4 ициент передачи по п входу; Т - постоянная времени первого апериодического звена первого периода; Т - постоянная времени дйфференци рующего звена; Т - постоянная времени второго аппериодического звена пер- го порядка. Выражения для Кп, Т , ют следующий вид:

Амплитудная частотная характеристика усилителя представлена на фиг. 3,

Н-1-1

где - ; UJ.- f , Шз- т- .

Аналогично могут быть реализованы различные передаточные функции.

. Применение усилителя в следящих системах автоматического регулирования позволяет отказаться от введения дополнительных корректирующих устройств для формирования различных передаточных функций, используя при этом один набор RC -элементов, что дает существенный технико-экономический эффект в системах автоматического регулирования, в процес;е работы которых необходимо автомати-

чески изменять вид амплитудных частотных характеристик. Проведенные предварительные расчеты показали, что применение предлагаемого усилителя позволит сократить вес, габариты и потребляемую мощность примерно в 1, 2, .. . .И раз, где Y - количество формируемых передаточных функций, и увеличить надежность за счет сокращения количества электрорадиоэлементов в том числе активных. Пропорционально уменьшению потребляемой мощности уменьшается и стоимость. Формула изобретения

Усилитель, содержащий блок формирования управляющих импульсов, масштаб- ныё элементы, входы которых соединены со входами усилителя, выход - с первым входом ключа, выход которого ,подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и через элемент отрицательной обратной связи к выходу операционно го усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потейциала, отличающийся тем, ,что, с целью расширения функциональных возможностей усилителя, он содержит блок корректирующих элементов, коммутатор и логический блок, первый вход которого соединен с управляющим входом усилителя, второй вход - с выходом блока формирования управляющих импульсов, первый выход - со вторым входом ключа, а второ выход - со входом KOMStyгатора, выходы которого подключены соответственно ко входу блока коррвкт ирующих элементов, первому входу ключа, выходу операционного усилителя к шике нулевого потенциала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Автоматика и телемеханика , Nj 1, 1977, с/ 164. 2.Гутников В. С, Применение операционных усилителей в измерительной технике. Л.Энергня 1975, с. 85, рис. 38,6 (прототип).

12

X

«

1

I I

4

I UjD KOHnym

2f

P 1

«s

ll §

и if JOffKH

Uj/pajffMK