Усилитель постоянного тока с гальванической развязкой

 

Изобретение относится к области приборостроения и м.б. использовано в системах сбора и регистрации измерительной информации. Цель изобретения - расширение полосы пропускания и динамического диапазона. Усилитель (У) постоянного тока с гальванической развязкой содержит модулятор 1, инвертирующий У, выполненный в виде операционного У 2, конденсатор 3, резисторы 4, 12 и 18, источник 9 питания , развязывающий каскад 10, токоограничивакщий резистор IT, транзисторы 13 и 14, источник 15 опорного напряжения, трансформатор 16 элемента гальванической развязки, демодулятор 17. Для достижения цели в У введены: триггер Шмитта 5, ключи 6 и 7, резистор 8, одновибратор 19 с повторным запуском. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН (19) (И) (59 4 Н 03 F 3/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

В,,"":, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ g 1

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ икг, ; —.

0 (21) 4127490/24-09 (22) 02. 10. 86 (46) 23.03.88. Бюл. 9 11 (71) Институт физико-технических . проблем энергетики AH ЛитССР (72) P.P.Àíäðóøêÿâè÷þñ и P.Â.Êîíäðàцкис (53) 621.375.024(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 682996, кл. Н 03 F 3/38, 1978. (54) УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА С

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКОЙ (57) Изобретение относится к области приборостроения и м.б. использовано в системах сбора и регистрации измерительной информации. Цель изобретения — расширение полосы пропускания и динамического диапазона. Усилитель (У) постоянного тока с гальванической развязкой содержит модулятор инвертирующий У, выполненный в виде операционного У 2, конденсатор 3, резисторы 4, 12 и 18, источник 9 питания, раэвяэывающий каскад 10, токоограничивающий резистор 11, транзисторы 13 и 14, источник 15 опорного напряжения, трансформатор 16 элемента гальванической развязки, демоцулятор

17. Для достижения цели в У введены: триггер Шмитта 5, ключи 6 и 7., резистор 8, одновибратор 19 с повторным запуском. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах сбора и регистрации измерительной информации.

Цель изобретения — расширение полосы пропускания и динамического циапазона.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого Я усилителя постоянного тока с гальва1 ической развязкой.

Усилитель постоянного тока с гальванической развязкой содержит модулятор 1, интегрирующий усилитель, 15 выполненный в виде операционного усилителя 2, конденсатор 3, первый резистор 4, триггер Шмитта 5, первый 6 второй 7 ключи, второй резистор 8, источник 9 питания, раэвяэывающий 2(} каскад 10, токоограничивающий резистор 11, третий резистор 12, первый

13 и второй 14 транзисторы, источник

15 опорного напряжения, трансформатор 16 элемента гальванической раз- 25 вязки, демодулятор 17, четвертый резистор 18 и одновибратор 19 с повторным запуском.

Усилитель постоянного тока с гальванической развязкой работает следу- 30 ющим образом.

Входное напряжение положительной полярности поступает на вход модулятора 1 и заряжает конценсатор 3, что йриводит к уменьшению потенциала на выходе усилителя 2 и при достижении уровня срабатывания триггера Шмитта 5 переключает его, а на его выходе

1 появляется управляющее напряжение, включающее первый 6 и второй 7 клю- 4р

4и. При включенном =îñòîÿíèè второго ключа 7 ток протекае-, через первичйую обмотку трансформатора 16 и второй резистор 8, а через открытый а первый ключ 6 протекает ток, разряжающий конденсатор 3, от источника 9.

Этот ток при помощи четвертого резистора 18 выбирается нескольно больше тока, протекающего через первый резистор 4 при максимальном напряжении, что обеспечивает независимо от величины входного напряжения перезаряд конденсатора 3 при включенном первом ключе 6. В результате перезаряда конденсатора 3 на выходе операционного усилителя 2 потенциал увеличивается и при достижении определенного уровня срабатывает триггер

Шмитта 5, возвращаясь в исходное положение, что приводит к выключению ключей 6 и 7.

В результате этого прекращается ток через первичную обмотку трансформатора 16, а также разряд конденсатора 3, который опять начинает заряжаться током через первый резистор 4, определяемым входным напряжением. Изменение потенциала на выходе операционного усилителя 2 в результате повторения процесса заряда-разряда конденсатора 3 происходит по кривой. На выходе триггера Шмитта 5 образуется последовательность импульсов. Величину второго резистора 8 и индуктивность первичной обмотки трансформатора 16 выбирают так, что импульс, поступающий через второй ключ 7, дифференцируется, а на вторичной обмотке разделительного трансформатора образовывается последовательность разнополярных импульсов.

С вторичной обмотки данные разнополярные. Короткие испульсы постулают на вход запуска одновибратора 19 с повторным запускам и на другой его вход, предназначенный для подключения времязадающей цепочки. При таком включении одновибратор 19 запускается положительным импульсом, поступающим на его вход запуска, и выключается отрицательным импульсом, поступающим на аналоговый вход, предназначенный для времязадающей цепочки. Отрицательный импульс, поступающий на вход запуска, не может изменить состояния одновибратора 19, поэтому на его выходе появляется последовательность импульсов, полностью соответствующая последовательности импульсов на выходе триггера

Шмитта. Чтобы исключить влияние изменения амплитуды выходных импульсов одновибратора 19, выход его через токоограничивающий резистор 11 подключается к эмиттеру второго транзистора

14 и к базе первого транзистора 13.

Первый транзистор 13 служит для температурной компенсации изменения деления напряжения на переходе эмиттербаза второго транзистора 14. Однополярные импульсы, стабилизированные по амплитуде, с выхода модулятора поступают на вход демодулятора, выполненного на основе R(:-фильтров и операционных усилителей, обеспечивающих выделение постоянной составля1383460 ющей, пропорциональной напряжению, поступающему на вход усилителя.

Составитель Н. Дубровская

Редактор И. Дербак Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенкс

Заказ 1299/53 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения5

1. Усилитель постоянного тока с гальванической развязкой, содержащий последовательно соединенные модулятор, элемент гальванической развязки,iQ выполненный на трансформаторе, и демодулятор, при этом модулятор содержит интегрирующий усилитель, выполненный в виде операционного усилителя, между выходом и инвертирующим 15 входом которого включен конденсатор, и первого резистора, один выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания и динамического диапазона, введены первый и второй ключи, триггер Шмитта, второй резистор и одновибратор с повторным запуском, при этом триггер 25

Шмитта включен между выходом интегрирующего усилителя и входами управления первого и второго ключей, вход первого ключа соединен с соответствующим выходом источника пита- Зо ния, выход — с инвертирующим вхолом операционного усилителя, вход второго ключа соединен с общей шиной, выход — через второй резистор с соответствующим выводом первичной обмотки трансформатора, при этом другой

4 вывод первого резистора является входом усилителя постоянного тока с гальванической развязкой, к соответствующему выводу вторичной обмотки трансформатора подключены вход запуска и аналоговый вход одновибратора с повторным запуском, выход которого соединен с входом демодулятора.

2. Усилитель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что выход одновибратора с повторным запуском соединен с входом демодулятора через развязывающий каскад, содержащий токоограничивающий резистор, подключенный к базе первого транзистора, имеющего один тип структуры, и к эмиттеру второго транзистора, имеющего другой тип структуры, база которого подключена к источнику опорного напряжения, а коллектор — к общей шине и через третий резистор — к эмиттеру первого транзистора.