Усилительное устройство Советский патент 1981 года по МПК G06G7/12 H03F3/38 

(54) УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к усилитель ной технике и может быть использовано в ангшоговых вычислительных мжаинах. Известно усилительное устройство содержащее дифференциальный усилитель/ эацитиые стабилитроны, токоограиичитепьные резисторы 1. Это устройство характеризуется невысоким входным сопротивлением и малой точность работы. Наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее дифференциальный усилитель, регулиру емый делитель напряжения, первый и вторс блоки эациты от перегрузки, блок регулировки масштаба, в которо выход дифференциального усилителя соединен со входом регулируемого де лителя напряжения, выход которого подключен к инвертирующему входу ди ференциального усилителя и выходу второго блока защиты от перегрузки, вход которого присоединен к выходу дифференциального усилителя, вход первого блока защиты от перегрузки соединен з входом усилительного уст ройства, выход первого блока защита от перегрузки подключен к неинвертир квдему входу дифференциального усили тепя, выход которого является выходом усилительного устройства, выходы блока регулировки масштаба соединены с соответствующими управляющими входами регулируемого делителя напряжения, входы блока регулировки масштаба 11одклк)чены к соответствующим информационным входам усилительного устройства 2. Недостаток устройства - низкое входное сопротивление и малая точ носггь при использовании его для неинвертирующего масштабирования электрических сигналов, что объясняется шунтирующим действием блоков защиты от перегрузки. Цель изобретения - повышение точности работы и увеличение входного сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое усилительное устройство введены дополнительный регулируемый делитель напряжения и токоограничительные резисторы, вход дополнительного регулируемого делителя напряжения соединен с выходом дифференциального усилителя, выход дополнительного регулируемого делителя напряжения через соответствующие токоограничительные резисторы подключен к дополнительным входам первого и второго блоков защиты от перегрузки, управляющие входы дополнительного регулируемого дел теля напряжения соединены с соответст ующими выходами блока регулировки масштаба, первый блок защиты от перегрузки содержит балластный резистор, подключенный между входом и выходом первого блока защиты от перег рузки, и цепь из четырех соединенных последовательно и согласно защитных диодов, анод первого защитного диода подключён к отрицательному полюсу источника опорного напряжения, катод первого защитного диода присоединен к дополнительному входу первого блока защиты от перегрузки и к аноду четвертого защитного диода катод которого соединен с положитель ным полюсом источника опорного напряже ния, катод второго защитного диода подключен к вьаходу первого блока защиты от перегрузки, второй блок защиты от перегрузки содержит первый и второй токозадающие резисторы, цепь из четырех соединенных последовательно и согласно защитЕ1ых диодов, первый и второй стабилитроны, анод первого защитного диода соединен с анодом первого стабилитрона и с первым выводом первого токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к отрицательному полюсу источ ника опорного напряжения, катод первого стабилитрона присоединен к входу второго блока защиты от перегрузки и к аноду второго стабилитрона, катод которого соединен с катодом четвертого защитного диода и первым выводом второго токозадающего резистора, второй вывод которого подкл чен к положительному полюсу источника опорного напряжения, катод первог защитного диода присоеди ен к дополнительному входу второго блока защит от перегрузки и к катоду третьего защитного диода, анод которого соединен с выходом второго блока защиты от перегрузки. На фиг.1 изображена функционёшьная схема устройства; на фиг.2 и 3 функциональные схемы первого и второго блоков защиты от перегрузки. Устройство содержит дифференциальны усилитель 1, первый 2 и второй 3 бло ки защиты от перегрузки, первый 4 и второй 5 токоограничительные резисторы, регулируемый делитель 6 напряж ния, дополнительный регулируегллй делитель 7 напряжения, вход 8 и выход 9 усилительного устройства, блок 10 регулировки масштаба, состоящий из формЛрователей И,,-} управляющих сигналов и ключей 12 , il 2 2 ч информационные входы 13,132 и 13 усилительного устройства. Функциональная схема первого блока 2 защиты от перегрузки - содержит первый 14, второй 15, третий 16, и четвертый 17 защитные диоды, балластный резистор 1В, источник 19 опорного напряжения, вход 20, дополнительный вход 21 и выход 22 первого блока защиты от перегрузки (фиг.2). Функциональная схема второго блока 3 защиты от перегрузки содержит источник 23 опорного напряжения, первый 24 и второй 25 токозадающие резисторы, первый 26 и второй 27 стабилитроны, первый 28, второй 29, третий 30 и четвертый 31 защитные диоды, вход 32, дополнительный вход 33 и выход 34 второго блока 3 защиты от перегрузки (фиг.З). Усилительное устройство рабогает следующим образом. Напряжение с входа 8 через пер.вый блок 2 защиты от перегрузки поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 и передается на выход 9 с коэффициентом передачи, определяемым регулируемым делителем б напряжения. Блок 10 регулировки масштаба выдает управляющие сигналы, с помощью которых устанавливаются равные коэффициенты передачи регулируемого делителя 6 напряжения и дополнительного регулируемого делителя 7 напряжения. Шунтируюдее действие первого блока 2 защиты от перегрузки устраняется подачей на него напряжения с дополнительного регулируемого делителя 7 напряжения. Аналогично шунтирующее действие второго блока 3 защиты от перегрузки устраняется подачеП на него напряжения с дополнительного регулируемого делителя 7 напряжения. Усилмтел7зное устройство может работать в широком диапазоне изменения коэффициента передачи при сохранении высокой скорости отработки входного напряжения. При работе с большим коэффициентом передачи, т.е. при низком уровне входного напряжения, с помощью блока 10 регулировки масштаба открываются диоды 30 и 31 или 26 и 29 в зависимости от полярности входного напряжения. Выходное напряжение дифференциального усилителя 1 черел второй блок 10 защиты от перегрузки поступает на инв:эртирующий вход, тем самым ограничивается уровень выходного напряжения дифференциального усилителя 1 и предотвращает его насыщение . Выбросы входного напряжения ограничиваются первым блоком 2 защиты от перегрузки. При работе усилительного устройства с единичным коэффициентом передачи с помощью блока 10 регулирозки масштаба устанавливаются определенные коэффициенты передачи блоков 6 и 7 и превышение входным напряжением определенного уровне приводит к срабатыванию только первого блэка 2 защиты от перегрузки. Первый 4 и второй 5 токоограничите ные резисторы при перегрузках и ком мутационных выбросах на входе В огр ничивают ток нагрузки дифференциаль ного усилителя 1. При изменении коэффициента передачи блоком 10 регулировки масштаба дифференциальный у ::илитель 1 оказывается охваченным отрицательной обратной связью через второй блок 3 зашиты от перегрузки/ что предотвращает насыщение дифференциального усилителя 1 и ускоряет процесс переключения с одного коэффици ента передачи на другой. Таким образом, в усилительном устройстве обеспечена защита от пе регрузок в широком динамическом . диапазоне и обеспечено необходимое быстродействие при снятии перегруз ки. Кроме того, за счет обеспечени следящего режима устраняется шунтирующее действие первого и второго блоков Зсшшты от перецрузки, что повышает входное сопротивление и точность работы. Формула изобретения 1. Усилительное устройство, содержащее дифференциальный усилител регулируемый делитель напряжения и первый и второй блоки згициты от перегрузки, блок регулировки масшт ба, выход дифференциального усилителя соединен со входом регулируемого делителя напряжения, выход которого подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя и выходу второго блока защиты от перегрузки, вход которого присоединен к выходу дифференциального усилител вход первого блока защиты от перегрузки соединен с входом усилительного устройства, выход первого лока защиты от перегрузки подключен к неинвертирующему входу Дифференциального усилителя, выход которого является выходом усилительного устройства, выходы блока регулировки масштаба соединены с соответству щими управляющими входами регулируе мого делителя напряжения, входы бло ка регулировки масштаба подключены к соответствующим информационным входам усилительного устройства, о личающееся тем, что, с целью повышения точности работы и увеличения входного сопротивления, него введены дополнительный регулируемый делитель напряжения и токо,ограничительные резисторы, вход дополнительного регулируемого делителя напряжения соединен с выходом дифференцисшьного усилителя, выход дополнительного регулируемого делителя напряжения через соответствующие токоограничительные резисторы подключен к дополнительным входам первого и тзторого блоков защиты от перегрузки, управляющие входы, дополнительного регулируемого делителя напряжения соединены с соответствующими выходами бло;а регулировки масштаба. 2.Устройство по п.1,о т л и ч аю щ е е с я тем,что первый блок защиты от перегрузки содержит балластный резистор, подключенный между входом и выходом первого блока защиты от перегрузки, и цепь из четырех соединенных последовательно и согласно защитных диодов, анод первого защитного диода подключен к отрицательному полюсу источника опорного напряжения, катод первого защитного диода присоединен к дополнительному входу первого блока защиты от перегрузки и к аноду чет-.ертого защитного диода, катод которого соединен с положительным полюсом источника опорного напряжения, катод второго защитного диода подключен к выходу первого блока защиты от перегрузки. 3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что второй блок защиты от перегрузки содержит первый и второй токозадающий резисторы, цепь из четырех соединенных последовательно и согласно защитных диодов, первый и второй стабилитроны анод первого защитного диода соединен с анодом первого стабилитрона и с первым выводом первого токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к отрицательному полюсу источника опорного напряжения, катод первого стабилитрона присоединен к входу второго блока защиты от перегрузки и к аноду второго стабилитрона, катод которого соединен с катодом четвертого защитного диода и первым выводом второго токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к положительному полюсу источника опорного напряжения, катод первого защитного диода присоединен к дополнительному ВХОДУ второго блока защиты от перегрузки и к катоду третьего защитного диода, анод которого соединен с выходом второго блока защиты от перегрузки. Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе 1.Патент Японии 47-4429ь, кл. 98(5)А014, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 413491, кл. G 06 G 7/12, 1971 (прототип).

/

-

V / W

10

2,

;jj и

J23

Фиг.}