Усилительное устройство
Патент 959260
Авторы
Классы МПК
Усилительное устройство
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскин
Социалмстичесиин
Республик
<и959260 (6l ) Лополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 13, 02. 81 (2! ) 3249128/18-09 с присоединением заявки № (23)Приоритет—
Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34
Лата опубликования описания 15.09.82 (5! )М. Кл.
Н 03 F 1/34
9пударсткнны6 квинтвт
СССР по делам нэабрнтеннй и втнрытнй (53) УДК 621.375. .024(088.8) (72) Авторы изобретения
В. Е. Бутт и Б. Н. Панков
Институт автоматики и электрометрии С
АН СССР (7l ) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к усилительным устройствам и может найти применение в измерительной технике, автоматике, где возникает необходимость передачи напряжений с точно заданным
5 отношением.
Известно усилительное устройство, содержащее основной операционный усилитель, неинвертирующий операционный усилитель и дополнительный опера- 1о ционный усилитель, при этом вход неинвертирующего операционного усилителя соединен непосредственно с инвертирующим входом основного операционного усилителя (1 1.
Однако усилительное устройство характеризуется недостаточно широким рабочим диапазоном частот.
Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот ° 20
Поставленная цель достигается тем, что в усилительном устройстве выход неинвертирующего операционного усилителя соединен с инвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, а между выходом основного операционного усилителя и общей шиной усилительного устройства включен вве. денный резистивный делитель, отвод которого подключен к неинвертирующему входу дополнительного операционного усилителя.
На фиг. 1 представлена схема усилительного устройства; на фиг. 2граф устройства.
Основной операционный усилитель 1 охвачен цепью параллельной ООС по напряжению из резисторов 2 и 3. Общая точка 4 дополнительного операционного усилителя 5 соединена с выходом
6 основного операционного усилителя
1. Неинвертирующий вход 7 дополнительного операционного усилителя 5 соединен с отводом резистивного делителя из резисторов 8 и 9, подключенного между общей шиной 10 усилительно" го устройства и выходом 6 основного операционного усилителя 1. Резис3 959260 4 тор 11 подключен между выходом 12 бой и обозначим через R. Схема опии инвертирующим входом 13 дополнитель- сывается следующими уравнениями ного операционного усилителя 5, а ре- U „ - e„ e< - 0 л выхл зистор 14 между инвертирующим входом = 3 ; = 3
13 дополнительного операционного уси- s лителя 5 и выходом 15 "неинвертирую;, 3 щего операционного усилителя 16 который своим неинвертирующим входом вы кл л
17 подключен к инвертирующему входу
18 основного операционного. усилителя 1, а по инвертирующему входу, 19 . е. ." Э е1i + zr)(1- )= охвачен цепью последовательной ООС из
1 резисторов 20 и 21. Выходное напря- = (1- — ); жение U,„ снимается между шиной 10
Рз ТТ3. усилитель ного устройства и выходом 1 0 В„- е < - — 0
12 дополнительного операционного усиR лителя. Это напряжение является суммой выходных напряжений основного 1 ., е + — " „ - 0 Р а, ьым1 выл и дополнительного 5 операционных уси-. лителей. 20
0й = еаК 06ых 0вь!х4 + 0п
Усилительное устройство работает следующим образом. . Здесь Зл, 3y., Зл, 3a — токи в Резисторах 2, 3, l4, 11, е - напряжеИз."за конечного значениЯ глУбины ние между входами 7 и 13 операционноОС основного операционного УЧили-, го усилителя 5, KDC, - коэффициент теля 1 его выходное напряжение 0выхл. передачи неинвертирующего операци(напРЯжение междУ шиной 10 и выходом онного усилителя 16 с OC;P =
6) отличается от требуемого значения, коэффициент передачи цепи OC éåèéâeð-, опРеделЯемого величиной входного на- т„рующего операционного усилителя 16, пряжения 06х и отношением резисто- .. T 1 + К - глубина OC этого усиРов цепи ОС 2 и 3, т. е. возникает - . лйтеля; Uab}z - выходное напряжение погрешность. Эта погрешность исключа- неинвертирующегд операционного усилиетсЯ пУтем последовательного соеди- - теля 16 (напряжение между выходом 15 нениЯ с 08ыхл напРЯженив попРавки 00 и шиной 10) Ilo приведенным уравнени(напРяжение между точкой 4 и выхо- ям построен граф (фиг. 2). Для обесдом 12), котоРое выРабатываетсЯ до- печения высокой точности необходимо полнительным операционным усилителем . выполнить согласование между сопроl
НапРЯжение попРавки 0п фоРмиРУет- тивлениями цепей ОС, т. е. необходисЯ в РезУльтате математической обРа- мо чтобы ботки величин двух напряжений: напря40 жения недокомпенсации е (напряжение
Ф между шиной IO и входом 18), которое Передача графа определяется выражениподается на дополнительный . опера- ем ционный" усилитель 5 через неинвер- ц тирующий операционный усилитель 16, ьь1х и части выходного напряжения 0@,©, u Slc снимаемой с резистора 8 и подаваемой 2 @„K К„К вЂ” — — К„К вЂ” — — К k, 2 ос
- на неинвертирующий вход 7 дополнительс+ г. + ЙКл+К + — К + К К ного операционного усилителя 5. — К„К, у которое после преобразований приводитдля определения коЭффициента передачи усилительного устройства по наив фиг. 1 воспользуемся методом граФов, чаи
Обозначим коэффициенты усиления уси- . 4 4 3 2 лителей 1, 5 и 16 через Кл, Кйи Ку "" Т1. Тт Тт -а 1 тт ТТ резисторы цепей OC 3, 2, 20 и 21 чеТтт
t рез. Z Z„Z u Z а резисторы 8, где Т = 1 + Кy p — глУбина ОС ос"
9, 14 и 11 положим равными между со- новного операционйого усилителя I;
959260 4 лителей, широко применяемых в аналоговой вычислительной технике.
Таким образом, использование в,радиоаппаратуре предлагаемого устройст- в ва приводит к ..улучшению таких характеристик, как точность, частотный ди" апазон, быстродействие. Предлагаемое устройство легко реализуемо и требует только подбора сопротивлений цепей
ОС (выполнение условий согласования)..I
АЛЫХ 4 — (1 - — ), ОЕХ Г4 - Тт (О Ы,1 — напряжение между выходом 6 и шиной 10) очевидно, что предлагаемое устройство обеспечивает гораздо бо-, .лее высокую точность, поскольку составляющие погрешности определяются величинами, обратно пропорциональными произведению глубин OC отдельных 20 усилителей, т. е. величинами второго порядка малости.
Таким образоМ, предлагаемое усилительное устройство обеспечивает высокую точность коэффициента переда-23 чи, как и взятое за прототип усилительное устройство и в то же время в нем значительно расширен диапазон рабочих частот, начинающийся в пред.- . лагаемом устройстве от йулевой часто-щ ты.
На основе предлагаемого решения ,могут быть созданы высокоточные измерительные усилители и преобраэовате" ли параметров комплексных сопротивлений в напряжение,. работающие в широком частотном диапазоне, Кроме этого, предлагаемое усилительное устройство может быть использовано для создания высокоточных решающих усиФормула изобретения б
Т = 1 + К вЂ” глубина ОС дополнительного операционного усилителя 5;
Z gf — и Р = — — передачи це2„+Z пей ОС усилителей 1 и 5. Иэ сравнения полученного выражения с коэффициентом передачи одного основного операционного усилителя 1, определя емого выражением
Усилительное устройство, содержащее основной операционный усилитель, неинвертирующий операционный усилитель и дополнительный операционный усилитель, при .этом вход. неинвертирующего операционного усилителя соединен непосредственно с инвертирующим входом основного операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, выход неинвертирующего операционного усилителя соединен с инверъирующим входом дополнительного операционного усилителя, а между выходом основного операционного усилителя и общей шиной усилительного устройства включен введен" ный реэистивный делитель, отвод которого подключен к . неинвертирующему входу дополнительного операционного усилителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1., Авторское свидетельство СССР и 400972, кл. Н 03 F 1/34, 1971 (прототип).
959260
Составитель Н. Дубровская
Техред И.Тепер Корректор H. KopoAb
РеДактор С. Запесочный
Тираж 959 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7025/75 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4