Усилитель постоянного тока

 

Изобретение относится к электронике. Цель изобретения - повышение точности за счет подавления импульсных помех. Достижение поставленной цели обеспечивается использованием изменения частоты коммутации и подавления низкочастотных импульсных электрических помех. Дополнительным преимуществом усилителя является стробирование управления частотой генератора опорных сигналов в течение времени действия импульсной помехи, что предотвращает возможность перестройки частоты коммутации, вызванную действием импульсной, а не узкополосной помехи. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 Н 03 F 3/38

1 п

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4296192/24-09 (22) 12.08.87 (46) 15. 10.89. Бюл. МУ 38 (71) Каза нский авиационный институт им. А.Н. Туполева (72) В.В. Афанасьев, О.В. Зубарев и В.И. Хлыбов (53) 62 1.375.024 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1040594, кл. Н 03 F 3/38, 1983. (54) УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электронике. Цель изобретения — повьппение точности за счет подавления импульИзобретение относится к электро нике и может быть использовано в усилительной технике для усиления сигналов постоянного тока.

Цель изобретения — повьппение точности за счет подавления импульсных помех.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема усилителя постоянного тока; на фиг. 2 — временная диаграмма работы усилителя постоянного тока; на фиг. 3 — схема преобразователя частота — напряжение, пример выполне ни я .

Усилитель постоянного тока содержит модулятор 1, усилитель 2 переменного тока, демодулятор 3, фильтр

4 нижних частот, генератор 5 опорных сигналов, ключ 6, выпрямитель 7, аттенюатор 8, блок 9 сравнения, преобразователь 10 частота — напряжение, входной фильтр 11 нижних частот, „„SU„„1515343 А1

2 сных помех. Достижение поставленной цели обеспечивается использованием изменения частоты коммутации и подавления низкочастотных импульсных электрических помех. Дополнительным преимуществом усилителя является стробирование управления частотой генератора опорных сигналов в течение времени действия импульсной помехи, что предотвращает возможность перестройки частоты коммутации, вызванную действием импульсной, а не узкополосной помехи. 1 з.п. ф-лы, 3 HJI ° первый полосовой фильтр 12, первый амплитудный детектор 13, второй полосовой фильтр 14, второй амплитудный детектор 15, блок 16 сравнения и выходной ключ 17.

Усилитель постоянного тока работает следующим образом.

Входной сигнал (фиг. 2а) поступает на модулятор 1, где модулируется по амплитуде сигналом с частотой

f„, подаваемым на модулятор 1 с генератора 5. Модулированный по амплитуде сигнал подается на усилитель 2 переменного тока (фиг. 2г). С выхода усилителя сигнал переменного напряжения подается на демодулятор 3 и на выпрямитель 7 с постоянной времени

dc7 ° Где . „„ - постоянная ВреЬцп 4нч мени фильтра 4. Выходной сигнал выпрямителя 7 U „„(фиг. 2д) через аттенюатор 8 подается на один вход блока

9 сравнения, на второй вход которого

1515343 « лятора управляющий сигнал подается

«ю- на преобразователь 10 частота — напся ряжение и запирает его на время дей5 ствия импульсной помехи.

При прекращении действия помехи (фиг, 2, t = с — t>) выходной сигнал выпрямителя 7 U „„ = U 8„„, тогда

U „„) KU „„ . При этом блок 9 сравнения возвращается в исходное состояние. Выходной сигнал блока 9 сравнения подается на ключ 6. В результате ключ 6 производит подключение демодулятора 3 к входу фильтра 4 и усилитель возвращается в исходное состояние работы, когда выходной сигнал демодулятора 3 подается на фильтр

4 для выделения сигнала, пропорционального входному.

2р Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается подавление действующих импульсных помех.

Подавление действующих на усилитель постоянного тока узкополосных

25 помех происходит следующим образом.

Выходной сигнал с демодулятора поспоступает на преобразователь 10 частота — напряжение, где анализируетP ся по значениям помехового сигнала на г- 30 различных частотах. Если узкополосная помеха действует ца частотах, о- близких или равных частотам К«.„, где

К = 1, 3, 5,. ° ., f — частота коммутации, то дисперсия помехового сигнала на выходе усилителя имеет локан«,«ый экстремум. В этом случае выходной сигнал с преобразователя частота — напряжение перестраивает частоту генератора 5 до тех пор, пока дисперсия помехового сигнала на выходе устройства не примет наименьшее в диапазоне перестройки частоты значение, Количественно значение дисперсии помехового сигнала можно оценить по формуле

3 поступает выходной сигнал U „„с фильтра 4 (фиг. 2) . С помощью атте« атора 8 вел««чина П„щ устанавливает мень«I«e UIIg ца величину ««Б = U IIg,z,—

- KU„,„, где К вЂ” коэффициент переда чи аттенюатора 8, причем К (1 °

Ца фиг. 2б показана помеха, на фиг. 2в — входной сигнал + помеха.

Величина ЛП определяет порог сра батывания блока сравнения и для по вышения помехоустойчивости работы усилителя изменяется пропорциональн изме це нию входного сигнала. Выходно сигнал блока 9 сравнения подается управляющий вход ключа 6. При этом выходной сигнал генератора 5 опорнь сигналов подается через ключ 6 на управляющ«ш вход демодулятора 3 с частотой дег«одуля«ц«и.

Продемодулцрова««ный сигнал посту пает на фил«тр 4 нижних частот для выделения усиленного сигнала пропор ционально входному. устройство при действии импульсных помех (см. врег«еццые диаграммы фиг. 2 t = t, — t,, t = — t ) рабо тает следующим образом. Входной сиг нал (фиг. 2в) поступает ца модулято

1, где модулируется по амплитуде си налом с частотой Г„„ поцаваег«ым ца модулятор 1 с генератора 5, Модул««р ванный по амплитуде сигнал подается на усилитель 2 переменного тока (фиг. 2Г t = t, t 2), С Вьгходй ycI«a теля сигнал подается ца демодулятор

3 и на выпрямитель 7 с постояццой времени „„(<7 „,. Прп дейстгиц пол«ех выходной сигнал U „„вьгпрягц«те««я 7 (фиг. 2д), даже ослабленный аттенюатором 8, становится больше сигнала на выходе усилителя (фцг, 2е), Вых при этом KU „, =, „„,„. В результате срабатывает блок 9 сравцецпя. Ва вь ходе блока 9 сравнения появляется выходной сцгна I (Лиг. 2ж), который переключает ключ б.

При этом ца управляющий вход демодулятора 3 через ключ 6 подается сигнал управления, который размыкает ключи демодулятора 3. Это вызывает отключег«ие выходного сигнала усилителя 2 переменного тока от входа фильтра 4, На выходе усилителя сохраняется напряжение U„,„близкое к напряжению в момент t,, что беспечи«55 вает ослабление выходного сигнала, вызванного действием помех. Од««овременно с размыкаг«ием ключей демоду4 К2 с. ()

1 + — — (— )

Т2 (дг

K где Т вЂ” постоянная времени фильтра 4;

Т вЂ” период коммутации; д«,г — расстройка, «< = ы- иг,.= — 2 II (f — f,);

К вЂ” коэффициент передачи усилителя 2 переменного тока.

Таким образом, значение выход-, ного помехового сигнала обратно пропорционально величине расстройки частоты, ца которой действует узкополос1515343 ная помеха, относительно частоты коммутации.

При изменении помеховой обстановки, т.е. при изменении частоты действующей узкополосной помехи, преобразователь частота — напряжение перестраивает частоту генератора 5 опорных сигналов до получения наименьшего в диапазоне перестройки частоты значения диспер- 10 сии помехового сигнала. Таким образом осуществляется адаптация работы устройства в изменяющейся помеховой обстановке.

Повышение точности работы предла- 15 гаемого усилителя в условиях действия низкочастотных электрических помех обеспечивается использованием изменения частоты коммутации и подавления низкочастотных импульсных. электричес- 20 ких помех.

Преобразователь 10 частота — напряжение, показанный на фиг. 3, работает следующим образом.

Фильтр 1 с частотой среза, равной наибольшему значению частоты коммутации, осуществляет фильтрацию высокочастотных помех. Затем помеховый сигнал подается на полосовые фильтры 12 30 и 14. Первый полосовой фильтр 12 настроен на частоту f а второй полосовой фильтр 14 — на частоту 2 f

С выходов полосовых фильтров 12 и

14 помеховый сигнал подается на входы амплитудных детекторов 13 и 15.

На. выходе каядого амплитудного детектора выделяется напряжение, пропорциональное дисперсии помехового сигнала на частотах Е„ и 2Е„ соответствен- 40 но. Превышение одного напряжения над другим вызывает срабатывание блока

6 сравнения и управляящий сигнал устанавливает такую частоту генератора 5 опорных сигналов, при которой дисперсия помехового сигнала имеет наименьшее значение.

Стробнрование управления частотой .генератора опорных сигналов в течение времени действия импульсной помехи предотвращает возмощность перестрой и частоты коммутации Е„, вызва ную:: действием импульсной, а не узкополосной помехи.

Формула изобретения

1. Усилитель постоянного тока, содержащий последовательно соединенные модулятор, усилитель переменного тока, демодулятор и фильтр нижних частот, а такще генератор опорных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом модулятора, о тл и-.ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет по-: давления низкочастотных импульсных помех, введены выпрямитель, атте нюатор, блок сравнения, ключ, преобФ разователь частота — напрякение, при этом выход усилителя переменного тока через последовательно соединенные выпрямитель и аттенюатор подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, а выход — с входои управления ключа и входом управления преобразователя частота напрящение, вход которого соединен с выходом усилителя переменного тока, а выход — с входом управления генератора опорных сигналов, выход которого через ключ соединен с входом управления демодулятора.

2. Усилитель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что преобразователь частота — напряжение выполнен на входном фильтре нижних частот, выход которого через последовательно соединенные первый полосовой фильтр и пер вый амплитудный детектор соединен с одним входом блока сравнения, а через последовательно соединенные второй полосовой фильтр и второй амплитудный детектор — с другим входом блока сравнения, выход котоРого соединен с одним входом выходного ключа, другой вход которого является входом для подачи опорного напряжения, а выход является выходом преобразователя частота — напряжение.

1515343

1515343

Составитель Н. Дубовская

ТехредjN,Моргентал

Редактор А. Ле книна

Корректор Т. М л ц

Заказ 6293/55 Тирам 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уигород, ул. Гагарина, 101