Развязывающий усилитель Советский патент 1980 года по МПК H03F3/38 

Изобретение относится к электрои мерительной и медицинской технике и может использоваться для уменьшения влияния помех при регистрации дифференциальных сигналов и для выс коомной развязки цепей электропитания и пациента. Известен развязывающий усилитель содержащий дифференциальный каскад, два однополупериодных выпрямителя, генератор импульсов, а также импульс ный трансформатор, концы первичной обмотки которого через однополупериодные выпрямите;ли соединены с шинами питания дифференциального каскада, а вторичная обмотка импульсно го трансформатора соединена с генератором импульсов и нагрузкой l. Однако известный развязывающий усилитель имеет узкий динамический диапазон. Цель изобретения - расширение динамического диапазона. Поставленная цель достигается тем что в развязывающий усилитель, содержащий дифференциальный каскад, дв однополупериодных выпрямителя , генератор импульсов, а также импульс ный трансформатор, концы первичной обмотки которого через однополупериодные выпрямители соединены с шинами питания дифференциального каскада, а вторичная обмотка импульсного трансформатора соединена с генератором импульсов и нагрузкой, в него введены первый дополнительный диод и управляемый напряжением резистор, включенные последовательно между средним выводом первичной обмотки импульсного тра:нсформатора и дополнительным отводом от нее, а также цепь отрицательной обратной связи и второй дополнительный диод, включенные последовательно между инвертирующим входом дифференциального каскада и дополнительным отводом от первичной обмотки импульсного трансформатора, причем неинвертирующий вход дифференциального каскада соединен с источником сигнала, а его выход .- с управляющим входом управляемого напряжением резистора. На чертеже представлена принципиальная схема предложенного усилителя. Развязывающий усилитель содержит дифференциальный каскад 1, два однополупериодных выпрямителя 2 и 3, каждый из которых состоит из диода 4 к

конденсатора 5, импульсный трансформатор 6, имеющий первичную обмотку 7 с концами 8 и 9 и дополнительными отводами 10 и 11 ,,и вторичную обмотку 12 с концами i3 и 14 и дополнительным отводом 15, генератор 16 импульсов , электронный ключ 17, нагрузку 18, состоящую из диода 19 и коденсатора 20, первый дополнительный диод 21, управляемый напряжением резистор 22, масштабное сопротивление 23, токоограничивающий резистор 24, конденсатор 25, второй дополнительный диод 26, цепь 27 отрицательной обратной связи, состоящая из резисторов 28 и 29, источник опорного напряжения 30,

Развязывающий усилитель работает следующим образом.

Входной сигнал усиливается дифференциальным каскадом 1 и поступает на вход управляемого напряжением резистора 22, в качестве которого могут быть включены полевой или биполярный транзистор, диод-резисторный оптрон и т.д.Управляемый напряжением резистор 22 при помощи включенного с ним последовательного диода первого дополнительного диода 21 подключается к первичной обмотке 7 импульсного трансформатора 6 только во время паузы меж,цу импульсами, одновременно диоды 4 первого и второго однополупериоцных выпрямителей 2 и 3 отключают конденсаторы 5 фильтра этих же выпрямителей от первичной обмотки 7, а запертый электронный ключ 17 отключает вторичную обмотку 12 импульсного трансформатора 6 от генератора 16 импульсов. При этом на обмотках 7 и 12 импульсного трансформатора 6 формируется выброс напряжения,которое, как известно, может значительно превышать напряжение питания. Амплитуда выброса напряжения определяется текущим значением сопротивления управляемого напряжением резистора 22, а следовательно, и величиной входного сигнала. Входной сигнал снимается с нагрузки, включающей в себя диод 19 и конденсатор 20. Сигнал обратной связи снимается с первичной обмотки 7 импульсного трансформатора 6 и подается на инвертирующий вход дифференциального каскада 1. Во время

формирования импульса генератора 16 импульсов происходит подзаряд конденсаторов 5 фильтра обоих выпрямителей 2 и 3, при этом управляемый напряжением резистор 22 отключается от перс вичной обмотки 7 импульсного трансформатора 6,

Предложенный развязывающий усилитель, в котором входной сигнал управляет амплитудой выброса напряжения

на обмотке импульсного трансформатора, позволяет значительно расширить динамический диапазон устройства. Наличие компенсирующего канала обратной связи делает развязывающий усилитель прецизионным, что выгодно отличает 5 его от известного.

Формула изобретения

Развязывающий усилитель, содержащий дифференциальный каскад, два однополупериодных выпрямителя, генератор импульсов, а также импульсный трансформатор, концы первичной обмотки которого через однополупериодные

5 выпрямители соедине;1ы с шинами питания дифференциального каскада, а вторичная обмотка импульсного трансформатора соединена с генератором импульсов и нагрузкой, отличаюл щ и и с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона в него введены первый дополнительный диод и управляемый напряжением резистор, включенные последовательно между средним выводом первичной обмотки импульсного трансформатора и дополнительным отводом от нее, а также цепь отрицательной обратной связи и второй дополнительный диод, включенные последовательно между инвертирующим входом дифференциального каскада и дополнительным отводом от первичной обмотки импульсного трансформатора, причем неинвертирующий вход дифференциального касj каша соединен с источником сигнала, а его выход - с управляющим входом управляемого напряжением резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Q 1;, Патент США № 3988690,

кл.нЮЗ F 3/38, опублик, 26.10.76, (прототип).

Л

«t.

S

ILJ