Усилитель заряда

Усилитель заряда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает повышение надежности с одновременным повьш1ением быстродействия. Устр-во содержит электрометрияо у-ль (ЭУ) 1, конденса:тор (к) 2, резисторы 3-5. Введены диодный ключ (дк) 6, интегрирующая RC-цепь 7, аналоговый ключ 8 о ДК 6 позволяет проводить ускоренный разряд К 2 в режиме подготовки устр-ва к измерению и сократить время подготовки. ДК 6 в режиме перегрузки выходного каскада ЭУ 1 при возникновении перенапряжений на входе открывается (при 0,6 - 0,7 В) и вход устр-ва шунтируется цепью, состоящей из цепи 7, ДК 6 и резистора 5. Цепь 7 позволяет увеличить устойчивость ЭУ 1 в режиме обнуления К 2 и уменьшить время затухания переходкого процесса, возникающего при размыкании ключа 8. Ключ 8 позволяет осуществить режим начальной установки выходного напряжения устр-ва. 2- ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D 4 H 03 F 3/70

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4139087/24-09 (22) 28.10.86 (46) 15.04.88. Бюл. У 14 (72) А.В.Есаулов (53) 621,375.024 (088.8) (56) Патент США Р 4543536, кл. Н 03 F 3j68. 1985.

Неразрушающий контроль, виброметрия, диагностика. Труды НИКИМП, 1983, с.50-54. (54) УСИЛИТЕЛЬ ЗАРЯДА (57) Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает повышение надежности с одновременным повьппением быстродействия. Устр-во содержит электрометрич. у-ль (ЭУ) 1, конденсатор (К) 2, резисторы 3 — 5.

Введены диодный ключ (ДК) 6, интегрирующая RC-цепь 7, аналоговый ключ 8. ДК 6 позволяет проводить ускоренный разряд К 2 в режиме подготовки устр-ва к измерению и сократить время подготовки. ДК 6 в режиме перегрузки выходного каскада ЭУ 1 при возникновении перенапряжений на входе открывается (при 0,6 — 0,7 В) и вход устр-ва шунтируется цепью, состоящей из цепи 7, ДК 6 и резистора 5. Цепь 7 позволяет увеличить устойчивость ЭУ 1 в режиме обнуления

К 2 и уменьшить время затухания переходного процесса, возникающего при размыкании ключа 8. Ключ 8 позволяет осуществить режим начальной установки выходного напряжения устр-ва. 2- ил.

1388978

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к изме- . рению малых токов и зарядов, и может быть использовано для усиления вход5 ных сигналов с пьезоэлектрических датчиков давлений„ вибраций и ускорений.

Цель изобретения " повьппение надежности с одновременным повьппением 1Q быстродействия.

На фиг.1 изображена принципиальНая электрическая схема предлагаемого усилителя заряда; на фиг.2 — временные диаграммы его работы. 15

Усилитель заряда содержит электрометрический усилитель 1, конденсатор

2, первый 3, второй 4 и третий 5 резисторы, диодный ключ 6, интегрирующую RC-цепь 7 и аналоговый ключ 8„ 20

Усилитель заряда работает следующим образом.

После подачи питающих напряжений выходное напряжение усилителя заряда отлично от нуля. Начальный сдвиг выходного напряжения связан с набросом заряда в конденсатор 2 во время переходного процесса в схеме электро-. метрического усилителя 1 при поступлении питающих напряжений. Перед проведением измерений проводится обнуление усилителя заряда путем поцачи управляющего сигнала на управляющий вход усилителя заряда (см.фиг.2, интервал времени С " t ). При этом аналоговый ключ 8 размыкается и конденсатор 2 разряжается через встречно-параллельно включенные диоды диодного ключа 6, интегрирующую RC-цепь

7, первый резистор 3 и соединенный последовательно с ними: второй резистор 4. Если остаточное. выходное на пряжение усилителя заряда превышает пороговый уровень, т.e. .уровень на" пряжения, при котором р-и переходы диодов диодного ключа 6 (смещенные в прямом направлении) обладают небольшим (единицы и десятки килоом) дифференциальным сопротивлением, то первый резистор 3 оказывается за50 шунтированным ниэкоомным сОпрОтивлением (десятки килоом), образованным встречно-параллельно включенными диодамн диодного ключа 6 и резистором интегрирующей RC-цепи 7. Происходит быстрый разряд конденсатора

2 до уровня напряжения, при котором происходит запирание того из диодов диодного ключа 6, который находился в проводящем состоянии. Затем происходит медленный разряд конденсатора 2 (см.фиг.2, поз.1, интервал времени t - t ) через цепь, образованную параллельно включенными первым резистором 3, диодами диодного ключа

6, резистором интегрирующей RC-цепи

7 и соединенным последовательно с ними вторым резистором 4, Так как уровень выходного напряжения усилителя заряда, при котором начинается и происходит медленный разряд конденсатора 2, значительно меньше, чем у прототипа (составляет 0,4-0,6 В), то в 10 — 20 раз сокращается время подготовки" усилителя заряда к проведению измерений, т.е. повышается быстродействие. В момент времени t на вход усилителя заряда поступает сигнал— .0„ в вице электрического заряда, например,, с выхода пьезоэлектрического датчика,цавления (см.фиг.2, поз.3, интервал времени 1 - t ).

Заряд — Q „ преобразуется в ток, который интегрируется конденсатором 2.

Выходное напряжение усилителя заряда пропорционально уровню входного сигнала (см,фиг.2, поз,1, интервал времени t - 1.g) за счет отрицательной обратной связи, которой охвачен электрометрический усилитель 1.

Введение диодного ключа 6 позволяет проводить ускоренный разряд конденсатора 2 в режиме подготовки усилителя заряда к измерению и тем самым сократить время подготовки. Кроме того, диодный ключ 6 в режиме перегрузки выходного каскада электрометрического усилителя 1 при возникновении перенапряжений на входе открывается (при уровнях напряжения

0,6 — 0,7 В) и вход усилителя заряда оказывается зашунтированным цепью, состоящей из последовательно соединенных интегрирующей КС-цени 7, диодного ключа 6 и третьего резистора

5 (величина которого составляет единицы и десятки килоом). При этом осуществляется эффективная защита входного каскада электрометрического усилителя от пробоя при перегрузках

H достигается повьппение надежности усилителя заряда. Введение интегрирующей RC-цепи 7 позволяет увеличить устойчивость электрометрического усилителя 1 в режиме обнуления конденсатора 2 усилителя заряда и умень1388978

tlallP

Составитель В,Серов

Техред М.Ходанич

Корректор А.Тяско

Редактор Е.Копча

Заказ 1584/55 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 шить время затухания переходного процесса, возникающего при размыкании аналогового ключа. Введение аналогового ключа 8 позволяет осущест5 вить режим начальной установки вы,ходного напряжения усилителя заряда.

В частности, диодный ключ 6 может быть выполнен в виде встречно-парал-., 1p лельно включенных эмиттерных переходов двух транзисторов.

Формула изобретения

Усилитель заряда, содержащий электрометрический усилитель, охваченный первой цепью общей отрицательной обратн6й связи, выполненной на конденсаторе, и второй цепью общей отрица- 20 тельной обратной связи, выполненной на последовательно соединенных первом и втором резисторах, при этом вход и выход электрометрического усилителя являются соответственно входом и выходом усилителя заряда, а первый вывод третьего резистора подключен к точке соединения первого и второго резисторов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности с одновременным повышением быстродействия, в него введены диодный ключ, выполненный на двух встречно-параллельно включенных диодах, интегрирующая RC - цепь и аналоговый ключ, вход управления которого является управляющим входом усилителя заряда, при этом второй вывод третьего резистора через аналоговый ключ соединен с общей шиной, а между первым выводом третьего резистора и входом электрометрического усилителя включены последовательно .соединенные интегрирующая RC-цепь и диодныи ключ.