Сглаживающий усилитель Советский патент 1980 года по МПК G06G7/12 

2. Усилитель по п,1, о т л и 1ающийся тем, что дифференцирующий усилитель с ограничением содержит операционный усилитель, дифференцирующий конденсатор, подключенный к инвертирующеьгу входу операционного усилителя, ограничивающий

двухполюсник и резистор обратной связи соединенные параллельно и включенные в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя , неинвертирующий вход которого ; подключен к шине нулевого потенциала . :

1. СГЛАЖВАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий дифференциальный усилитель, один вход которого является входом устройства, а выход - выходом устройства, и сглаживающий элемент, включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамической ошибки, сглаживающий элемент выполнен в виде дифференцирующего усилителя с ограничением.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, преимущественно к устройствам для скользящего усреднения полезного сигнала, подверженного фпуктуациям и влиянию внешних помех, и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения, в частности в измерительной технике.

Известны сглаживающие усилители, содержащие масштабный усилитель и сглаживающий конденсатор, включенный параллельно резистору отрицательной обратной связи l .° ,

Недостатком таких устройств являете то, что сглаживание в таких усилителях сопровождается неизбежным зайаздьтанием выходного сигнала rto отношению ко входному.

Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является сглаживающий усилитель, содержащий диф ференциальный усилитель и сглаживающий элемент, включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференциального усилителя 2J .

Компенсация запаздывания в этом сглаживающем усилителе достигается за счет ограничения тока через сглаживающий конденсатор при помощи последовательно включенного с ним дополнительного резистора. Однако это цриводит к падению эффективности сглаживания усилителя. Имеющееся в этом случае противоречие между эффективностью сглаживания и величиной запаздывания, в аключакацееся в том, что увеличение постоянной времени сглаживающего элемента приводит к уменьшению запаздывания и одновременно к снижению эффективности сглаживания уменьшение постоянной времени сглаживающего элемента приводит к увеличению запаздывания и в то же время к повьпвению эффективности сглаживания, позволяет осуществлять лишь

частичную компенсацию запаздывания.

Цель изобретения - уменьшение динамической ошибки, связанной с запаздыванием выходного сигнала по отношению ко входному сигналу.

Указанная цель достигается тем, что в сглаживающем усилителе, содержащем дифференциальный усилитель, один вход которого является входом устройства, а выход - выходом устройства, и сглаживакиций элемент, включенный в цепь отрицательной обратной связи, сглаживающий элемент вьшолнен в виде дифференцирующего усилителя с ограничением.

Причем дифференцирующий усилитель с ограничением содержит операционный усилитель, дифференцирующий конденсатор, подключенный к инвертирукнцему входу операционного усилителя, ограничиваюЩий двухполюсник и резистор обратной связи, соединенные параллельно и включei ныe в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала .

Схема сглаживающего усилителя показана на чертеже.

Сглаживающий усилитель содержит

дифференциальный усилитель 1, сглаживающий элемент JZ, выполненный в виде дифференцирующего усилителя с ограничением, содержащего дифференцирукиций конденсатор 3, операцириный

усилитель 4, ограничивающий двухполюсник 5, резистор 6 обратной связи, шину 7 нулевого потенциала. 3 Сглаживающий усилитель работает следующим образом. Входной сигнал, содержащий флукту 1ации, после усиления масштабным усилителем 1 поступает на вход сглаживающегр элемента 2, с выхода которого он подается на противофазный вход масштабного усилителя 1, препятствуя изменению выходного сигнала. При амплитудах флуктуации сигнал не выходящих за пределы ограничения, задаваемые при помощи ограничивающего двухполюсника 5, на выход сглаживающего усилителя проходит только постоянная составляющая сигнала. Ограничение компенсирующего сигнала на выходе сглаживающего элемента 2, имеющее место при превышении диапазона ограничения быстроменяющимся сигналом, обеспечивает его передачу на выход сглаживающего усилителя без запаздывания. Ограничивающий двухполюсник 5 осуществляет двухстороннее ограничение сигнала, что необходимо для нормального функционирования устройства как при нарастании. 94 так и при спаде полезного сигнала. Кроме того, уменьшение динамической ошибки достигается тем,, что ограничиваюш;ий двухполюсник 5 при превьш1ении диапазона ограничения быстроменяющимся сигналом ускоряет перезаряд конденсатора 3 дифференцирующей RCцепочки. С этой целью, ограничивающий двухполюсник 5 включен параллельно резистору 6 этой RC-цепочки, Вьшолнение сглаживакяцего элемента в виде дифференцирующего усилителя с ограничением выгодно отличает предлагаемый сглаживаюп{ий усилитель от известного, так как уменьшается динамическая ошибка при сохранении необходимой эффективности сглаживания. В результате, уменьшаются искажения кинетических закономерностей быстропротекающих процессов. Это упрощает расчеты кинетических парамет ров процесса и повышает достоверность результатов измерения. Перечисленные i достоинства предлагаемого устройства позволяют расширить сферу применения сглаживающих усилителей.