Усилитель постоянного тока с развязкой

 

Изобретение обеспечивает повьшение помехоустойчивости и входного сопротивления . Усилитель содержит дифференциальный усилитель-ограничитель (ДУО) 1, развязывающий трансформатор (РТ) 2 с первичной обмоткой 3, вторичными обмотками 6 и 9 и обмоткой 12 положит, обратйой связи (ОС), конденсатор 4, резистор 5, выпрямители 7, 10, фильтры 8, 11 и диод 13. При усилении сигналов положительной полярности ДОУ 1 из-за наличия цепи полоУЛ жит. ОС обеспечивает генерацию переменного напряжения на первичной обмотке 3 РТ 2. При этом на выходах фильтров 8, 11 формируются равные по величине постоянные напряжения. Напряжение на выходе фильтра 11 является сигналом отриц..ОС по постоянному току и определяет амплитуду генерируемого переменного напряжения; которая возрастает до момента равенства выходного напряжения фильтра 11 входному нап ряжению усилителя,постоянного тока. Высокочастотная составляющая выходного тока ДУО 1 замыкается через обмотку 3 РТ 2, конденсатор 4, резистор 5 и внутреннее сопротивление источника питания. При срыве генерации из-за воздействия помехи происходит отпирание диода 13. В результате образуется дополнительная цепь отриц. ОС по постоянному напряжению, что приводит к переходу ДУО 1.из режима ограничения в режим усиления и, следовательно, создаются условия для возникновения генерации. 1 ил. (Л f (р

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (50 4 Н 03 F 3 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4021103/24-09 (22) 26.12 ° 85 (46) 07.09.87. Бюл. У 33 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) М.Ю.Щетинин (53) 621.375.024(088.8) (56) Заявка Великобритании NI 1440477, кл. Н 03 F 3/38, опублик. 1976.

Авторское свидетельство СССР

9 1125745, кл. Н 03 F 3/38, 22.11.82. (54) УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА С

РАЗВЯЗКОЙ (57) Изобретение обеспечивает повьппение помехоустойчивости и входного сопротивления. Усилитель содержит дифференциальный усилитель-ограничитель (ДУО) 1, развязывающий трансформатор (РТ) 2 с первичной обмоткой 3, вторичными обмотками 6 и 9 и обмоткой 12 положит. обратной связи (ОС), конденсатор 4, резистор 5, выпрямители 7, 10, фильтры 8, 11 и диод 13. При усилении сигналов положительной полярности ДОУ 1 из-за наличия цепи положит. ОС обеспечивает генерацию пере-. менного напряжения на первичной обмотке 3 PT 2. При этом на выходах фильтров 8, 11 формируются равные по величине постоянные напряжения. Напряжение на выходе фильтра 11 является сигналом отриц..ОС по постоянному току и определяет амплитуду генерируемого переменного напряжения; которая возрастает до момента равенства выходного напряжения фильтра 11 входному напряжению усилителя. постоянного тока. Высокочастотная составляницая выходного тока ДУО 1 замыкается через обмотку

3 РТ 2, конденсатор 4, резистор 5 и внутреннее сопротивление источника питания. При срыве генерации из-за воздействия помехи происходит отпирание диода 13. В результате образуется дополнительная цепь отриц. ОС по постоянному напряжению, что приводит к переходу ДУО 1 из режима ограничения в режим усиления и, следовательно, создаются условия для возникновения генерации. 1 ил.

00 ной.

1 13362

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано для гальванической развязки электрических сигналов.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и входного сопротивления.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя постоянного тока (УПТ) с развязкой.

Усилитель постоянного тока с развязкой содержит дифференциальный усилитель-ограничитель 1, раэвяэывающий трансформатор 2, первичную обмотку 3, развязывающего трансформатора, конденсатор 4, резистор 5, первую вторичную обмотку 6 развязывающего трансформатора, первый выпрямитель 7, первый фильтр 8,.вторую вторичную об- 2п мотку 9 развязывающего трансформатора, второй выпрямитель 10, второй фильтр 11, обмотку 12 положительной обратной связи (ПОС) раэвяэывающего трансформатора и диод 13. 25

Усилитель постоянного тока с развязкой при усилении сигналов положительной полярности работает следующим образом, Дифференциальный усилитель-ограни- Зо читель 1 из-за наличия цепи ПОС обеспечивает генерацию переменного .напряжения на обмотке 3 трансформатора 2.

На выходах фильтров 11 и 8 формируются Равные по величине постоянные напряжения, определяемые амплитудой переменного напряжения на обмотках 6 и 9. При этом выходное напряжение фильтра 8 является выходным напряжением УПТ с развязкой, а напряжение на выходе фильтра 11 — сигналом отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному напряжению, Высокочастотная составляющая выходного тока дифференциального усили- 45 теля-ограничителя 1 замыкается через обмотку 3 трансформатора 2, конденсатор 4, резистор 5 и внутреннее сопротивление источников питания. Падение напряжения на резисторе 5 суммируется с напряжением на выходе 06MDTки 12 положительной обратной связи и обеспечивает ограничение модуля выходного тока дифференциального усилителя-ограничителя 1 по максимуму. При

55 возникновении генерации амплитуда генерируемого переменного напряжения определяется напряжением на выходе фильтра 11 и увеличивается до тех пор, пока потенциал на неиннертирующем входе дифференциального усилителяограничителя 1 не станет равным нулю.

Это произойдет при равенстве напряжения на выходе фильтра 11, а значит, и на выходе фильтра 8 и выходе УПТ с развязкой, и напряжения на входе УПТ.

Дальнейший рост амплитуды переменного напряжения прекратится после того, как это приведет к смене знака потенциала на неинвертирующем входе дифференциального усилителя-ограничителя 1, к появлению отрицательной постоянной составляющей его выходного тока, к увеличению постоянного напряжения на конденсатЬре 4, а значит, и к снижению и стабилизации амплитуды генерируемого напряжения на обмотке 3 трансформатора 2.

При нормальной работе УПТ с развязкой потенциал на аноде диода 13 отрицательный, а на катоде равен нулю, при этом диод 13 закрыт.

При срыве генерации в результате воздействия помехи постоянное напряжение на неинвертирующем входе дифференциального усилителя-ограничителя

1 и на его выходе становится положительным, что приводит к разряду конденсатора 4 и отпиранию диода 13.

При этом образуется дополнительная цепь ООС по постоянному напряжению, что приводит к выходу дифференциального усилителя-ограничителя 1 из режима ограничения в линейный (усилительный) режим. Этимвновь обеспечиваются условия для возникновения генерации из-за наличия цепи ПОС через обмотку 12.

После восстановления генерации начнется рост напряжения на выходе фильтров 11 и 8, постоянное напряжение на неинвертирующем входе дифференциального усилителя-ограничителя 1 начнет уменьшаться. При смене его знака на отрицательный на выходе дифференциального усилителя-ограничителя 1 появится отрицательная постоянная составляющая выходного тока, что приведет к заряду конденсатора 4. Потенциал на аноде диода 13 станет отрицательным и диод закроется.

Для усиления сигналов отрицательной полярности включение диода 13 должно быть изменено на противоположное. Работа схемы аналогочна описан00

10 о„= ь ь — 0,7 1nS.

Формула иэ обре те ния

Составитель П. Дик

Техред М.Ходанич Корректор М. Шароши

Редактор А. Коэориэ

Заказ 4054/54 Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проиэвокственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 13362

Погрешность выходного напряжения при воздействии кратковременных импульсных помех не будет превышать допустимого значения 3, если постоянные времени фильтров 11 и 8 с „, и постоянная времени цепи перезаряда конденсатора 4 4 выбраны исходя из неравенства

Усилитель постоянного тока с развязкой, содержащий дифференциальный усилитель-ограничитель, раэвязывающий трансформатор, первичная обмотка которого включена между выходом дифференциального усилителя-ограничителя и первым выводом конденсатора, при этом второй вывод конденсатора соединен с первым выводом резистора, первая вторичная обмотка развязывающего трансформатора через первый выпрямитель рб подключена к входам первого фильтра, выходы которого являются выходами усилителя постоянного тока с развязкой, вторая вторичная обмотка раэвяэывающего трансформатора через второй выпрямитель подключена к входам втс— рого фильтра, а также обмотку положительной обратной связи развяэывающего трансформатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и входного сопротивления, между первыми выводами конденсатора и резистора подключен диод в обратном смещении, обмотка положительной обратной связи развяэывающего трансформатора включена между инвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя и первый выводом регистора, второй вывод резистора подключен к общей шине, при этом первый выход второго фильтра соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя-ограничителя, а второй выход является входом усилителя постоянного тока с развязкой.