Усилительное устройство Советский патент 1980 года по МПК H03F3/34 

Описание патента на изобретение SU792531A1

1

Изобретение относится к элементам системы автоматического управления и может использоваться при создании систем автоматического управления.

Известно усилительное устройство, содержащее усилитель мощности,охваченный отрицательной обратной связью по току и состоящий из последовательно соединенных операционного усилителя., предварительного и оконечного каскадов, подключенных к источнику питания со средней точкой 1 .

Однако известное усилительное устройство имеет низкую точность при изменении напряжения источника питания.

. Цель изобретения - повышение точности .при изменении напряжения источника питания.

Для этого в усилительном устройстве, содержащем усилитель мощности, охваченный отрицательной обратной связью по току и состоящий из последовательно соединенных операционного усилителя, предварительного и оконечного каскгодов, подключенных к источнику питания со средней точкой, параллельно источнику питания со средней точкой подключен делитель напряжения, выход которого непосредственно соединен с неинвертирующим входом оператдионного усилителя, а через последовательно включенный неинвертирующий операционный усилитель и

5 первый резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а между входом усилительного устройства и инвертирующим входом one-, рационного усилителя включены после0 довательно инвертирунвдий операционный усилитель и второй резистор.

На чертеже представлена принциписшьная электрическая схема предложенного устройства.

1в Усилительное устройство содержит усилитель мощности 1, охваченный отрицательной обратной связью по току и состоящий из операционного усилителя 2, предварительного 3 и оконечного 4 каскадов, делитель 5 напряжения, не.инвертирукший операционный усилитель 6, инвертирующий операционный усилитель 7, первый 8, второй 9, третий ilO, четвертый 11, пятый 12,

25 и шестой 13 резисторы, причем отрицательная обратная связь го току осуществлена с помощью резисторов 14 и 15, кроме того, предварительный каскад состоит из транзисторов 16 и

30 17 и трех резисторов 18 - 20, а гжонечный каскад состоит из транзисторов 21, 22 и резисторов 23, 24, диоды 25 26. Усилительное устройство работает следующим образом. Вход устройства через резистор 10 подключен к инвертирующему входу инвертирующего операционного усилителя 7, неинвертирующий вход.которого подк лючен к общей шине источника питания а в обратную связь инвертирующего оп рационного усилителя 7 включен резис тор 11. Инвертирующий вход операцион ного усилителя 2 подключен через резисторы 9 и 8 к выходам усилителей 7 и б соответственно. Инвертирукадий вход усилителя 6 подключен к общей шине источника питания через резисто 13, номинал которого равен номиналу резистора 12 в цепи 6братной связи этого усилителя. Средняя точка симметричного делителя 5 напряжения, включенного между отрицательной и положительной шинами источника питания, подключена к неинвертирующим вх дам усилителей 2 и 6. Выход усилителя 2 через резистор 20 подключен к эмиттерам транзисторов 16 и 17 различных типов проводимости, базы которых подключены к общей шине источника-питания. Коллекторы транзисторо 16 и 17 предварительного каскада 3 подключены к базам выходных транзисторов 21, 22 и резисторам 19,18, которые подключены к отрицательной и положительной шинам питания соответственно. Транзисторы 16 и 22 типам-р-л, а транзисторы 17 и 21 типа f -п-р Эмиттеры выходных транзисторов 21 и 22 оконечного каскада 4 подключены через резисторы 23 и 24 к отрицательной и положительной шинам источника питания соответственно и через резисторы 14 и 15 - к инвертир щему входу операционного усилителя 2 Коллекторы выходных транзисторов 21 и 22 подключены к нагрузке и к катоду диода 25 и к аноду диода 26. Анод диода 25 подключен к отрицательной шине источника питания, а катод диода 26 - к положительной шине источника питания. При отсутствии входного сигнала и равенства положительного и отрицательного напряжений питания/+ / /-€/, напряжение в средней точке делителя 5 равно нулю. Режим работы по постоя ному TOky транзисторов 16 ,17 21 и 22 выбран так, что они находятся на гра нице отпирания, и ток в нагрузку пра тически не поступает. При изменении напряжений источника питания -Hd вели чину t Д. Е от номинала ток в нагруз ке также не возникает, так как это изменение напряжений источника питания ±ЛЕ выделяется в средней точке делителя 5 и поступает на неинвертиругацие входы усилителей 2 и б. Напря жение на входе операционного усилите ля 2 ( в зависимости от полярности Е) закроет транзисторы 16, 21 или 17, 22 что приводит к тому, что ток в нагрузку не поступает , при этом на инвертирующем входе усилителя 2 появится напряжение ±ЛЕ , для компенсации которого инвертирующий вход усилителя 2 подключен через резистор-9 к ду инвертирукщего операционного усилителя 7, на вход которого подается входной сигнали , и через резистор 8 - к выходу неинвертирунтцего операционного усилителя 6, выходным сигН-1ЛОМ которого является напряжение 12д При входных сигналах, лежащих в пределах линейной зоны всех усилителей, в усилителе мощности 1 работает только одна пара транзисторов (16,21 либо 17,22), что существенно снижает потребляемую мощность. Для нейтрализации действия обратной ЭДС при резкой смене входного сигнала включены диоды 25 и 26. Рассмотрим подробно процессы, происходящие в предложенном усилительном устройстве при появлении разности значениями напряжений i Е при Ugy 0. Для определенности предположим, что напряжение получило приращение -(-Л.Е при том, что величина Е оставалась без изменения. Если бы в устройстве отсутствовали неинвертирующий операционный усилитель 6 и делитель 5, а неинвертируЕОЩий вход операционного усилителя 2 был бы подключен к общей шине источника питания, то напряжение на , эмиттере транзистора 22 сохранило бы первоначальное значение +Е , а приращение дЕ оказалось бы приложенным к резистору 24 вследствие того, что в этом случае оказываются открытыми транзисторы 17 и 22 и ток поступает в нагрузку. Транзисторы 16 и 21 продолжают оставаться закрытыми. Введение делителя 5, средняя точка которого подключена к неинвертирукхцему входу операционного усилителя 2 (в отсутствие неинвертирующего операционного усилителя 6) приводит к тому, что между выходом инвертирующего операционного усилителя 7 и инвертирующим входом операционного усилителя 2. возникает разность потенциалов t 4р . Это должно привести к открыванию транзисторов 16 и 21 и изменению потенциала эмиттера транзистора 21, что равнос льно появлению в нагрузке .тока. Введение в схему неинвертиругацего операционного усилителя 6, неинвертирующий вход которого подключен к средней точке делителя 5, приводит к следующему: при равенстве резисторов 13 и 12 напряжение на его выходе равно /Е , При равенстве резисторов 9 и 8 токи с выходов усилителей 7 и 6 равны по величине я противоположны по направлению, вследствие чего результируюдий входной ток операционного усилителя 2 оказывается равным нулю, а транзисторы 16, 21 и 17, 22 остаются закрытыми, ток в нагрузку не поступает. Усилительное устройство аналогично работает при любых других относительных изменени напряжений питания. Выходная часть усилителя мощности 1 на транзисторах 16, 17, 21 и 22 может работать как в классе АВ, так и в классе В пр том, что по отношению к нагрузке уси литель в целом работает совершенно линейно, как усилитель класса А за счет большого коэффициента усиления по напряжению операционного усилителя 2. Известно, что работа усилителя в режиме класса В характеризуется на личием существенных нелинейных иска жений, режим класса АВ не избавляет от них полностью и вместе с тем связан с опасностью протекания сквозных токов через выходные каскады усилите ля при отсутствии входного сигнала. Использование новых элементов в предложенном усилительном устройстве позволяет при изменении напряжений питания от номинала наДЕ 10% изменять выходной ток не более чем на 0 Формула изобретения Усилительное устройство, содержащее усилитель мощности, охваченный отрицательной обратной связью по току и состоящий из последовательно соединенных операционного усилителя, предварительного и оконечного каскадов, подключенных к источнику питания со средней точкой, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности при изменении напряжения источника питания, параллельно источнику питания со средней точкой подключен делитель напряжения, выход которого непосредственно соединен с иеинверти- рукадим входом операционного усилителя, а через последовательно включенный неинвертируиций операционный усилитель и первый резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а между входом усилительного устройстьа и инвертирующим входом операционного усилителя включены последовательно инвертируиций операционный усилитель и второй резистор. Источники информации , принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3.469.202, кп. 330-28, опублик, 1969.

Похожие патенты SU792531A1

название год авторы номер документа
УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ 1993
  • Сергеев П.А.
RU2115224C1
Множительное устройство 1982
  • Алексеев Василий Васильевич
  • Дартау Витольд Александрович
SU1119037A1
Стабилизированный источник питания 1981
  • Николаев Владимир Альбертович
  • Шевелев Илья Михайлович
  • Ливит Григорий Семенович
  • Дычко Юрий Георгиевич
SU993228A1
Стабилизированный источник питания 1989
  • Николаев Владимир Альбертович
  • Дычко Юрий Георгиевич
  • Фильцер Илья Гаврилович
  • Шевелев Илья Михайлович
SU1624593A2
Мостовой диодный коммутатор 1986
  • Романов Владимир Александрович
  • Давиденко Владимир Александрович
SU1370773A1
Импульсный стабилизатор постоянного напряжения 1990
  • Федосимов Юрий Семенович
  • Иванов Константин Анатольевич
SU1712945A1
Двухполярный стабилизированный источник питания 1985
  • Анисимов Вячеслав Иванович
  • Жунь Александр Иванович
SU1334123A1
УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ 1990
  • Галамага Василий Николаевич
  • Соловьев Евгений Филиппович
RU1748611C
Реле времени периодических включений 1980
  • Арандаренко Алексей Титович
  • Глушенков Владимир Николаевич
SU868871A1
Непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока 1990
  • Шуваев Юрий Николаевич
SU1739372A1

Иллюстрации к изобретению SU 792 531 A1

Реферат патента 1980 года Усилительное устройство

Формула изобретения SU 792 531 A1

SU 792 531 A1

Авторы

Бродовский Владимир Николаевич

Морозов Дмитрий Михайлович

Ольховский Валерий Львович

Попов Михаил Иванович

Толмачев Владимир Соломонович

Даты

1980-12-30Публикация

1977-05-23Подача