Автогенераторный усилитель постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H03F3/38 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения токов, в :частности, малых постоянных токов, например ионизационных токов первичных измерительных преобразователей аналитических приборов.

Известны автогенераторные усилители постоянного тока.

Один из известных автогенератор- . ны,х усилителей постоянного тока содержит модулятор на варикапах, усилитель переменного тока с последовательным колебательным контуром и амплитудный детектор. Обратные связи в усилителе реализуются с помощью трансформатора. Модулятор, колебательный контур и вход усилителя переменного тока соединены последовательно 1.

Однако добротность колебательного контура оказывается низкой, так как она определяется входным сопротивлением усилителя переменного тока и добротностью варикапов модулятора. Поэтому коэффициент усиления усилителя с разомкнутой обратной связью получается низким, вследствии чего снижается чувствительность и стабильность усилителя 1.

Наиболее близким техническим ре-гшением к предлагаемому является автогенераторный усилитель постоянного тока, который содержит модулятор, состоящий из последовательно соединенных варикапов, усилитель переменного тока с параллельным колебательным контуром и амплитудный детектор. Усилитель переменного то10ка охвачен частотно-зависимой местной обратной связью. Выход усилителя переменного тока подключен к амплитудному детектору, а вход к модулятору. Поскольку усилитель пере15менного тока выполнен по схеме с общей базой и обладает большим выхолHbJM сопротивлением, то он не оказывает влияния на частоту колебаний контура и его добротность, чем обе20спечивается повышение чувствительности и стабильность усилителя постоянного тока Г23.

Недостатком известного автогене25раторного усилителя постоянного тока являются значительный дрейф нуля и сложность cx.&vs3, в частности, из-за наличия в нем трансформатора, служащего для образования связей между

30 элементами усилителя. Цель изобретейия - упрощение к уменьшение дрейфа нуля. Поставленная цель достигается тем, что в автогенераторном усилителе постоянного тока, содержащем модулятор, состоящий из переменного резистора, подвижной: контакт которого соединен с общей шиной, параллельно резистору включена цепочка из последовательно, соединенных варикапов, точка соединения которых . является входом модулятора и соединена с входом устройства, усилитель с цепью местной частотнозависимой обратной связи, выход усилителя подключен к амплитудному детектору, выход которого через резистор рбщей обратной связи соединен с входом устройства, усилитель выполнен ino схеме дифференциального усилителя, ко входам которого подключены выводы переменного резистора, .а между выходом усилителя и входом модулятора включена цепочка частотно-зави симой ,местной обратной связи. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема авто генераторного усилителя постоянного тока. Автогенераторный усилитель посто янного тока состоит из модулятора 1 дифференциального усилителя 2, поло сового RC-фильтра 3 и амплитудного детектора 4. Модулятор 1 содержит варикап 5 и 6, соединенные с переменным резис тором 7, выводы которого подключены ко входам дифференциального усилите ля 2. Выход дифференциального усили теля 2 соединен с амплитудным детек тором 4. Нагрузкой амплитудного детектора 4 является переменный резис тор 8, подвижной контакткоторого через резистор 9 соединен с входом устройства. Схема автогенераторного усилителя постоянного тока предста лена на чертеже в виде, пригодном для измерения тока отрицательной полярности. Для измерения тока положительной полярности должны быть изменены полярность включения варикапа 5 и б, а амплитудный детектор выполнен на транзисторах обратной, проводимости. При отсутствии на входе устройства измеряемого сигнала автогенератор, образуемый дифференциальным усилителем 2, в цепи обратной связи которого последовательно включены полосовой RC-фильтр и модулятор 1, устанавливается в автоколебательный режим. Автогенератор работает в режиме мягкого возбуждения, что обеспечивается модулятором 1, благодаря вы полненшо его по мостовой схеме. С одного плеча модулятора 1 на инвер тирующий вход усилителя2 с диффе-. енциальным входом сигнал местной братной связи подается в фазе с игналом на выходе усилителя 2 (поожительная обратная связь}, а с ругого плеча - на инвертируквдий вход усилителя 2 в противофазе (отицательная обратная связьJ. Автоолебания устанавливаются при превалировании положительной обратной связи, что достигается с помощью становки резистора .7 в соответствущее положение. Роль частотнозадакядего элемента в системе автогенератора выполняет олосовой fic-фильтр 3, а глубина, естной обратной связи задается с омощью резистивного делителя на ыходы усилителя 2. При поступлении на вход устройтва измеряемого сигнала постоянного тока на резисторе 9 создается падение напряжения, .вызывающее изменение емкостей варикапов 5 и 6 ( емкость варикапа 5 при увеличении сигнала увеличивается, а варикапа, б уменьшается ввиду того,.что.они включены разнополярно относительно входа устройства). Так как величина емкостей варикапов 5 и б определяет величину обратной связи автогенератора, то при изменении их величины изменяется амплитуда колебаний на выходе усилителя 2. Далее сигнал детектируется амплитудным детектором 4 и может быть снят для Дальнейшей обработки. Для стабилизации основных параметров и уменьшения входного сопротивления автогенераторный усилитель постоянного тока охвачен общей отрицательной обратной связью по напряжению со сложением токов. Регулировка коэффициента усиления усилителя производится с помощью резистора 8. Автогенераторный усилитель постоянного тока по сравнению с известным более прост, обладает лучшей технологичностью и может быть реализован в интегральном исполнении, так как не содержит трансформатора. Кроме . того, он обладает более высокой стабильностью, так как содержит дополнительную цепь отрицательной обратной связи в цепи местной обратной связи. Применение автогенераторного усилителя- постоянного тока в конкретном аппарате позволяет увеличитььего надежность, уменьшить габариты и вес и получить более достоверные результаты измерения. Формула изобретения Автогенераторный усилитель постоявного тока, содержащий модулятор,

СОСТОЯЩИЙ из переменного резистора, подвижный контакт которого соединен с общей шиной, параллельно резистору включена цепочка из последователь но соединенных варикапов, точка соединения которых является входом модулятора и соединена с входом устройства, усилитель с цепью местной частотно-зависимой обратной связи, выход усилителя .подключен к амплитудному детектору, выход которого через резистор общей обратной связи соединён с входом устройства, о т лич. гощий ся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения дрейфа нуля, усилитель выполйен по схеме дифференциального усилителя, к входам которого подключены выводы переменного резистора, а между выходом усилителя и входом-моду-

лятора включена цепочка местной частотно-зависимой обратной связи.

t

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 240030, кл. Н 03 F 3/38, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 227388, кл. Н 03 F 3/38, 1965 (прототип).