SU682996A1 - D-c amplifier - Google Patents

Description

1one

Изобретение касаетс  усилителей и может быть использовано в электроизмерительной технике при наличии значительной разности .потенциалов между входной ивыходной цеп ми измерительного устройства.The invention relates to amplifiers and can be used in electrical measuring technology in the presence of a significant difference in the potentials between the input and output circuits of a measuring device.

Известен усилитель лосто нного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащий частотно-импульсный модул тор, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, вы-ход которого соединен с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодул тор ,1.A stand-alone current amplifier with galvanic separation of input and output circuits is known, which contains a frequency-pulse modulator made on series-connected matching amplifier, an integrator on an operational amplifier, the inverting input of which is connected to one of the ends of the current-supply resistor, and a one-oscillator whose output connected to one of the ends of the input winding of the isolation transformer, and the demodulator, 1.

Точность такого усилител  определ етс  стабильностью отношени  вольт-секундной площади импульса обратной св зи преобразовател  напр жение - частота Qi к площади импульса на входе демодул тора Q2. Стабильность Qi/Qg обеспечиваетс  путем раздельного формировани  каждой из этих вольт-секундных нлощадей двум  различными узлами, что приводит к усложнению этого усилител .The accuracy of such an amplifier is determined by the stability of the ratio of the volt-second square of the feedback pulse of the voltage converter to the frequency Qi to the area of the pulse at the input of the demodulator Q2. The stability of Qi / Qg is ensured by separately forming each of these volt-second squares with two different nodes, which complicates this amplifier.

Целью изобретени   вл етс  упрощение усилител .The aim of the invention is to simplify the amplifier.

Дл  этого в усилителе посто нного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащем частотно-импульсный модул тор, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, выход которогоTo do this, in a DC amplifier with galvanic separation of input and output circuits, containing a frequency-pulse modulator, performed on series-connected matching amplifier, integrator on an operational amplifier, the inverting input of which is connected to one end of the current-supply resistor, and a single-oscillator, the output of which

соединен с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодул тор , в разделительный трансформатор введена дополнительна  обмотка, идентична  выходной и включенна  согласно сconnected to one of the ends of the input winding of the isolation transformer, and a demodulator; an additional winding is inserted into the separation transformer, identical to the output one and included according to

ней, один конец которой подключен через диод к второму концу токозадающего резистора , другой конец - к общей щине модул тора , а выходна  обмотка через другой диод соединена с входом демодул тора.it, one end of which is connected via a diode to the second end of the current supply resistor, the other end to the common strip of the modulator, and the output winding is connected to the input of the demodulator through another diode.

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема предложенного усилител .The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed amplifier.

Усилитель посто нного тока с гальваническим разделением входных и выходныхDC amplifier with galvanic separation of input and output

цепей содержит частотно-импульсный модул тор 1, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе 2, интеграторе 3, состо щем из резистора 4, конденсатора 5 и операционного усилител  6,The circuit contains a frequency-pulse modulator 1, made on series-connected matching amplifier 2, integrator 3, consisting of a resistor 4, a capacitor 5 and an operational amplifier 6,

инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора 7, и одновибраторе 8, выход которого соединен с одним из концов входной обмотки 9 разделительного трансформатора 10, и демодул тор И. Разделительный трансформатор содержит дополнительную обмотку 12, идентичную выходной обмотке 13 и включенную согласно с ней. Один конец обмотки 12 подключен через диод 14 к второму концу токозадающего резистора 7, другой конец- к общей шине модул тора. Выходна  обмотка 13 через другой диод 15 соединена с входом демодул тора 11.the inverting input of which is connected to one of the ends of the current-setting resistor 7, and the one-vibrator 8, the output of which is connected to one of the ends of the input winding 9 of the isolation transformer 10, and the demodulator I. The separation transformer contains an additional winding 12, identical to the output winding 13 and included according to her. One end of the winding 12 is connected via a diode 14 to the second end of the current-carrying resistor 7, and the other end to the common bus of the modulator. The output winding 13 via another diode 15 is connected to the input of the demodulator 11.

Усилитель работает следующим образом.The amplifier works as follows.

Входной сигнал усиливаетс  до необходимого уровн  согласующим усилителем 2 и подаетс  на вход интегратора 3. Когда линейно-измен ющеес  напр жение на выходе операционного усилител  6 достигает порога срабатывани  одновибратора 8, последний выдает во входную обмотку 9 трансформатора 10 имлульс напр жени . С обмотки 12 импульс напр жени  через диод 14, выдел ю1щий одну пол рность сигнала, и резистор 7 подаетс  на инвертирующий вход операционного усилител  6 и разр жает конденсатор 5. При этом напр жение на выходе операционного усилител  падает до минимального значени . Далее конденсатор 5 вновь начинает зар жатьс  током, определ емым напр жением на выходе согласующего усилител  2 и величиной резистора 4. Напр жение на выходе операционного усилител  6 линейно возрастает до лорога срабатывани  одновибратора 8 и весь процесс циклически повтор етс  с частотой, про-порциональной входному напр жению и обратно пропорциональной вольт-секундной площади импульса на выходе диода 14. С выходной обмотки 13 трансформатора 10 импульсы напр жени  подаютс  через диод 15 на вход демодул тора 11, в качестве которого может быть использован фильтр нижних частот, .где выдел етс  из последовательности импульсов посто нна  составл юща , пропорциональна  частоте и вольтсекундной площади импульсов на выходе диода 15.The input signal is amplified to the required level by the matching amplifier 2 and fed to the input of the integrator 3. When the linearly varying voltage at the output of the operational amplifier 6 reaches the response threshold of the one-oscillator 8, the latter issues a voltage impulse to the input winding 9 of the transformer 10. From the winding 12, a voltage pulse through a diode 14 separating one polarity of the signal and a resistor 7 is applied to the inverting input of the operational amplifier 6 and discharges the capacitor 5. The voltage at the output of the operational amplifier drops to the minimum value. Next, the capacitor 5 starts to charge again with the current determined by the voltage at the output of the matching amplifier 2 and the value of the resistor 4. The voltage at the output of the operational amplifier 6 increases linearly until the triggering of the one-vibrator 8 and the whole process repeats cyclically at a frequency proportional to the input voltage voltage and inversely proportional to the volt-second pulse area at the output of the diode 14. From the output winding 13 of the transformer 10, voltage pulses are fed through the diode 15 to the input of the demodulator 11, which can be used lowpass filter .where is isolated from the pulse sequence constant component is proportional to frequency and pulse voltsekundnoy feet of the diode 15 output.

Обмотки 12 и 13 трансформатора 10 выполнены идентичными, поэтому вольт-секундные площади импульсов на выходах этих обмоток, а также на выходах диодов 14 и 15 равны собой в щироком диапазоне изменени  вольт-секундной площади импульса, подаваемого с одновибратора 8 на обмотку 9 трансформатора 10.The windings 12 and 13 of transformer 10 are identical, therefore the voltage-second pulse areas at the outputs of these windings, as well as at the outputs of diodes 14 and 15, are equal in the wide range of volt-second pulse from the single-oscillator 8 to the winding 9 of transformer 10.

Таким образом, отнощение вольт-секундных площадей импульсов, поступающих на вход демодул тора и на инвертирующий вход операционного усилител  6, соответственно QI и Qa посто нно- и выражение дл  функции преобразовани  имеет видThus, the ratio of the volt-second areas of pulses to the input of the demodulator and to the inverting input of the operational amplifier 6, respectively, QI and Qa is constant and the expression for the conversion function is

UejnTi ,YajnTi,

где К, - коэффициент, определ емый пассивными элементами устройства.where K, is the coefficient determined by the passive elements of the device.

К 0.To 0.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Усилитель посто нного тока с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащий частотно-импульсный модул тор, выполненный на последовательно соединенных согласующем усилителе, интеграторе на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с одним из концов токозадающего резистора, и одновибраторе, выход которого соединенA DC amplifier with galvanic separation of input and output circuits, containing a frequency-pulse modulator, performed on series-connected matching amplifier, an integrator on an operational amplifier, the inverting input of which is connected to one of the ends of the current-supply resistor, and a single-oscillator whose output is connected с одним из концов входной обмотки разделительного трансформатора, и демодул тор, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  усилител , в разделительный трансформатор введена дополнительна  обмотка,with one of the ends of the input winding of the isolation transformer, and a demodulator, characterized in that, in order to simplify the amplifier, an additional winding is introduced into the separation transformer, идентична  выходной и включенна  согласно с ней, один конец которой подключен через диод к второму концу токозадающего резистора, другой конец -к общей щине модул тора, а выходна  обмотка через дрзгой диод соединена с входом демодул тора.identical to the output and included according to it, one end of which is connected via a diode to the second end of the current-carrying resistor, the other end is connected to the common busbar of the modulator, and the output winding is connected via the other diode to the input of the demodulator. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3921088, кл. 330-10, опублик. 1975.Sources of information taken into account in the examination 1. US patent No. 3921088, cl. 330-10, published. 1975.