Усилитель постоянного тока

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности передачи сигнала с одновременным снижением потребляемой мощности. Усилитель постоянного тока содержит операционный усилитель 1, разделительные трансформаторы 2 и 6 с первичными обмотками 3 и 7 и вторичными обмотками 4, 5 и 8, 9, ключевой модулятор 10, ключевые демодуляторы 11 и 12, выпрямитель 13, фильтр 14 нижних частот и источник 15 управляющих сигналов, состоящий из г-ра 16 импульсов напряжения, транзисторного ключа 17 и ограничителя 18 напряжения. Входной сигнал постоянного тока после усиления усилителем 1 поступает на модулятор 10, где преобразуется в переменное напряжение импульсной формы, которое выделяется в обмотке 3 и трансформируется в обмотки 4 и 5. Демодуляторы 11 и 12 осуществляют обратное преобразование полученного переменного напряжения импульсной формы в напряжение постоянного тока, которое передается соответственно на выход устройства и в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1. Цель достигается введением в источник 15 ключа 17 и ограничителя 18, с помощью которых вырабатываются импульсы напряжения, коммутирующие модулятор 10 и демодуляторы 11 и 12. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 . (111

7 А1 (51) 4 И 03 3/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4285093/24-09 (22) 17.07.87 (46) 30.10.89. Бюл. У 40 (7l) Московский завод тепловой автоматики (72) А.,!!.Бойнов, Д.И.Мебель, В.П.Ткачев и N.М.!11апиро (53) 621.375.024 (088.8) (56) Патент С!1!А У 4506230, кл. Н 03 F 3/38, 1985, (54 } УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯ!!!!ОГО ТОКА (57} Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения — повьппение точности передачи сигнала с одновременным снижением потребляемой мощности. Усилитель постоянного тока содержит операционный усилитель 1, разделительные трансформаторы 2 и 6 с первичными обмотками 3 и 7 и вторичными обмотками 4,5 и 8,9, ключевой модулятор 10, ключевые демодуляторы 11 и

12, выпрямитель 13 фильтр 14 нижних частот и источник 15 управляющих сигналон, состоящий из r-ра 16 импульсон напряжения, транзисторного ключа !

7 и ограничителя 18 напряжения. Входной сигнал постоянного тока после усиления усилителем 1 поступает на модулятор 10, где преобразуется в переменное напряжение импульсной формы, которое выделяется в обмотке 3 и трансформируется в обмотки 4 и 5.Демодуляторы 11 и 12 осуществляют обратное преобразование полученного переменного напряжения импульсной формы в напряжение постоянного тока,которое передается соответственно на выход устройства и в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1.Цель достигается введением в источник 15 ключа 17 и ограничителя 18, с помощью которых вырабатываются импульсы напряжения, коммутирующие модулятор 10 н демодуляторы 11 и 12. 2 ил.

I . f 18878

Изобретение пт»пситгл к ллтом ITlff

11ель изобретени» вЂ” поныл«ение точности передлчи сигнллл с одновременным сггижением потребляемой мощности.

Нл фиг.1 предстлвленл принципиалг— нля электрическл» схема усилител» постоянного тпкл; нл фиг, 2 — временные 15 диаграммы, поясняющие принцип работы усилителя.

Усилитель постол»»ого тпкл содержит операциогшый усилитель 1, первыйг разделительный трлнсформятор 2 с 20 первичной обмоткой 3> первой и второй вторггчггьгмff об гс1з гсff 114 4 H 5, г1торой разделительный трансформатор б с первичной обмоткой 7, первой и второй вторичными обмотками 8 и 9, кл|очевой 25 модуллтор 10, первьгй и второй ключевой демодуляторы 11 и 12, выпрлмитепг

13, выходной фильтр 14 fffwff»x члстпт, источник 15 управfl»10ffl,их сигналов,.-.одержащий генератор I ff ffMffyfff coo ff:fïряжения, траггзистор»ый ключ 17 „згрл-ничитель 18 ff«fffp»ef ffè».

Усилитель посто»»ногo тока рлбо-, ет следующим образом.

Входной cffrfnJJ ffocso»ffffof c токл поступает нл гге гнвертиг>укггнгй вход с: ..".— рационного усилител>г 1, усилив; етс» им и с его выход,l модулируетс:л ключе— вым модулятором 10„. : результате ffocтол»нос напрлжегсие преабразус тс»» 40 перел,ен»ое»лпрл ffeffffe ггмпульс»ой 1гормы, которое вььцсллетс» в»ерви»гой обмотке 3 и трансфс рмируетсл н первую и BTop f «торин»ые обмотки 4 и > „

Форма нлпрлжс»™л соответстгзует кри- 45 вой П (фггг,21, Первый и второй тр клго гевые демодул»т iры 11 и 12 (f< упгсствляют обратное»р..образов»ffffe пол;— чен»ого переме»»ого ;глпрл кения им-пульсной формы в напр»жение постоянного тока, которое передаетс» с пответственно нл выхпц устройства г r< цепь отрицательной пбрлтг пг1 связи операциеггггого ус ы»тегг» 1.

Ключевые моду;-»тс.р 10 и ггервый второй демодул» горы 11 и 2 комму,";— руютс я ff f fffyff f лжи».f»p >jeff ff », ггос туплгощими с г|с рг|ойг и» v< pcf ff втори г в их обмоток 8 и 9 второго рл.»гол»телf«fff— гп трл»сфпрмлторл б, Форма коммутируюлгег.п »лир»женил соответствует кривой TI,р, (Affr,2) и обеспечивается тем, что в промежуток времени транзисторный ключ 17 открьгт положитель»ым импульсом, поступающим с генератора 1б импульсов напрлженил, а в момент окончания положительного импульса транзисторный ключ 17 закрывлетсл, отключая первичную обмотку 7 второго разделительного трансформатора б„

Когда транзисторный ключ 17 открыт, форма напряжения нл первичной обмотке 7 повторяет форму импульса генератора 16 импульсов напряжения, 1 после за»»ракия транзисторного ключл возгигклет переходный процесс „Причем амплитуда обратного выброса напряжения определяется ограничителем

18 напряжения, а длительность переходного процесса — индукгивностью первичной обмотки и сопротивлением разомкнутого транзисторного ключа 17.

Как следует из фиг.2 к концу периода Е переходные процессы в обмотках первого разделительного трансформатора 2 полностью завершены. Вследств|ге этого характеристики устройства

«е завис лт от тока намагничивания, л следовательно, от нестабильности

».,раме гров сердечника первого разде,г.теггы ого трансформатора 2, Это обеепс »лает высокую точность преобразова: н» =игнллов постоянного тока в пер.ьгегг гый и обратно. При этом точность греобрлзованил не зависит от параметров трансформатора.

Кроме того, поскольку ток в нагрузке операционно-о усилителя 1,т.е. в первичной обмотке 3, протекает в те feffffe короткого промежутка времени о, (i т, то мощность, потребляемая операционным усилителем 1, существенно меньше, чем в устройстве-прототипе.

Ф и р рм у л а и з о б р е т е н и я

Усилитель постоянного тока, содер;«,,лщий операционный усилитель, первый рлэдеггитедьный трансформатор,первичг а» обмотка которого подключена через клгоч вой модулятор к выходной цепи операционного усилителя, первая втоf»f«ffa» обмотка — через первый ключевой демодулятор к инвертирующему вхооперзционного усилителя, второй

15l88 разделительный трансформатор,первичная обмотка которого подключена к выходной цепи источника управляющих сигналов выполненного на генераторе им9

5 пульсов напряжения, первая вторичная обмотка — к цепям управления ключевого модулятора и первого ключевого демодулятора, а через выпрямитель — x цепям питания операционного усилите- О ля, а также выходной фильтр нижних частот, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя является входом устройства, вторая вторичная обмотка гервого разделительного трансформатора подключена через второй ключевой демодулятор к входной цепи выходного фильтра нижних частот,вторая вторичная обмотка второго разде78 6 лительно го трансформатора подключена к цепи управления второго ключевого демодулятора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью пов ппения точности передачи сигнала с одновременным снижением потребляемой мощности, в источник управляющих сигналов введены транзисторный ключ и ограничитель напряжения, при этом генератор импульсов напряжения подключен к входной цепи транзисторного ключа, в выходной цепи которого включен ограничитель напряжения, выводы которого являются выходной цепью источника управляющих сигналов, а скважность . импульсов Ц напряжения генератора импульсов напряжения выбирается иэ условия

Я» 2,