Дифференциальный усилитель заряда

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение регулировки чувствительности. В дифференциальном усилителе заряда используются последовательно включенные входной операционный усилитель 1, неинвертирующий усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, инвертор 3. При этом между выходом усилителя 2 и инвертирующим входом входного операционного усилителя 1 включена первая параллельная RS-цепь 4, а между выходом инвертора 3 и неинвертирующим входом входного операционного усилителя 2 включена вторая параллельная RS-цепь 4. Варьируя величину коэффициента усиления неинвертирующего усилителя 2, можно изменять чувствительность дифференциального усилителя заряда без изменения полосы пропускания в области нижних частот. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (ф 3) (ни Н 03 F3/70

ГОСУДАРСТВЕН<ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сь

О

4

tpcla Г (21) 4666743/09 (22) 27.03.89 (46) 15.08.91. Бюл. 1Ф 30 (71) Одесский политехнический институт (72) В.И.Старцев, С.И.Музыка и С.В.Козюра (53) 621,375.024(088.8) (56) Максимов В.П, и др. Измерение, обработка и анализ быстропеременных процессов в машинах. M. Машиностроение, 1987, с.37, рис. 1 12 б. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

ЗАРЯДА (57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения — упрощение регулировки чувствительности, В дифференциальном усилителе заряда используются последовательно включенные входной операционный усилитель 1, неинвертирующий усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, инвертор 3. При этом между выходом усилителя 2 и инвертирующим входом входного операционного усилителя 1 включена первая параллельная

RS-цепь 4, а между выходом инвертора 3 и неинвертирующим входом входного операционного усилителя 2 включена вторая параллельная RS-цепь 4. Варьируя величину коэффициента усиления неинвертирующего усилителя 2, можно изменять -чувствительность дифференциального усилителя заряда без изменения полосы пропускания в области нижних частот. 2 ил.

1670770

8 полосе пропускания

C JAR

Z

Кос Кр»

При этом

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как согласующее устройство между источником заряда и каналом обработки.

Цель изобретения — упрощение регули- 5 ровки чувствительности.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — пример реализации устройства. 10

Устройство содержит входной операционный усилитель 1, неинвертирующий усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, инвертор 3, первую и sTopye параллельные RC-цепи 4. 15

Дифференциальный усилитель заряда работает следующим образом.

Симметричный датчик заряда подклю" чается к симметричному входу дифференци-! ального усилителя заряда. Основой 20 усилителя заряда является входной операционный усилитель 1 с большим входным сопротивлением и дифференциальным входом, выход которого является выходом устройства. Выходной операционный 25 усилитель 1 охвачен двухпетлевой параллельной отрицательной обратной связью по напряжению, причем первая петля обратной связи — с выхода входного операционного усилителя 1, через неинвертирующий 30 усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 2, через первую параллельную RCцепь 4 замыкается на инвертирующий вход входного операционного усилителя 1, а вторая петля обратной связи — через инвертор 35

3 и через вторую параллельную RC-цепь 4 замыкается на неинвертирующий вход входного операционного усилителя 1.

Коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи входного операци- 40 онного усилителя 1 в инвертирующем включении по любому из входов определяется в следующем виде; гдв Кр — коэффициент передачи неинвертирующего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 2; 50

Кос — коэффициент передачи цепи обpampA связи;

2я — комплексный входной импеданс датчика;

2ос — комплексный импенданс цепи об- 55 ратной связи.

)вс Z" 1+ вСВ

1. где Ся — емкость датчика;

С вЂ” емкостные элементы в первой и второй параллельных RC-цепях 4;

R — резистивные элементы в первой и второй параллельных RC-цепях 4.

Имеет окончательно

1+JQCR 1+J

Koe

Коэффициент преобразования заряда при условии КрК» 1, где К вЂ” коэффициент передачи входного операционного усилителя 1 определяется следующим выражением:

Из выражения (2) следует, что изменять чувствительность дифференциального усилителя заряда можно. варьируя величину коэффициента усиления неинвертирующего усилителя 2 с регулируемым коэффициентом усиления. Полоса пропускания в области нижних частот бпределявтся постоянной величиной tg - RC.

Из (1) видно, что в коэффициент преобразования заряда величина Кр входит как коэффициент, постоянная времени сохраняет свое значение и не зависит от Кр, Окончательно имеем

На фиг, 2 представлен пример реализации устройства. В качестве входного операционного усилителя можно использовать операционный усилитель с большим коэффициентом усиления и малыми входными токами. Неинвертирующий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления выполнен на базе перемножающего цифроаналогового преобразователя

КР572ПА1А в типовом включении. В качестве инвертора можно использовать операционный усилитель с большой площадью усиления в инвертирующем включении.

1670770

Формула изобретения

Дифференциальный усилитель заряда, содержащий входной операционный усилиФиг. 2

Составитель В. Серов

Редактор Ю. Середа Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Заказ 2756 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Коэффициент преобразования такого устройства имеет вид

1 1 0

0вых = tl g g . < - ц — — Ку

2 — 1 где Π— десятичное значение кода от 00...0 до 11...1;

N — разрядность цифроаналогового преобразователя;

Ку — начальный коэффициент передачи, который устанавливается резистивным эле- 10 ментов в первой и второй параллельных RCцепях. тель, первую и вторую параллельные RC-цепи и инвертор, при этом первая параллельная RC-цепь включена между инвертирующим входом входного операционного усилителя и входом инвертора, а вторая параллельная RC-цепь — между неинвертирующим входом входного операционного усилителя и выходом инвертора, а выход входного операционного усилителя является выходом дифференциального усилителя заряда, отл ича ю щийся тем, что, с целью упрощения регулировки чувствительности, между выходом входного операционного усилителя и входом инвертора включен неинвертирующий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления.