Автогенераторный усилитель постоянного тока с симметричной статической характеристикой

 

О П И С А Н И Е l97692

ИЗОБPЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Советсних

Социалистичосних

Роспублин

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.11.1966 (№ 1059435/26-9) Кл. 21а-, 18/02 с присоединением заявки №

МПК Н 03f

УДК 621.375.024(088.8) Приоритет

Опубликовано 09.VI.1967. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 14Х1П.1967

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете ййиниотров

СССР

Авторы изобретения

В. В. Певзнер и 1О. М. Шапиро

Московский завод тепловой автоматики

Заявитель

» .», АВТОГЕНЕРАТОРНЪ|Й УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

С СИММЕТРИЧНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

Известен усилитель постоянного тока с симметричной статической характеристикой, построенный на автогенераторном принципе.

Входящий в него усилитель переменного тока охвачен обратной связью через мост, в плечи которого включены нелинейные емкости, причем одна диагональ моста подключена к выходу усилителя, а другая к входу. Источник сигнала постоянного тока подключен к нелинейным емкостям. В усилитель включен резонансный контур, к выходу усилителя подключен детектор и фильтр, а к выходу детектора включен источник компенсирующего напряжения.

Недостатками известного устройства являются невозможность получения регулируемой зоны нечувствительности статической характеристики, что сужает область его применения, и снижение вдвое диапазона линейности по выходу устройства при введении компенсирующего источника.

Предлагаемый усилитель отличается тем, что входная диагональ моста с нелинейными конденсаторами соединена с выходом усилителя переменного тока через встречно включенные вторичные обмотки двух имеющих разные резонансные частоты узкополосных трансформаторов, первичные обмотки которых включены последовательно и согласно между коллектором выходного транзистора усилителя переменного тока и минусом источника питания. Это позволяет получить регулируемую зону нечувствительности статической характеристики усилителя и расширяет линейную часть амплитудной характеристики усилителя.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого автогенератора; на фиг. 2— статическая характеристика автогенератора с максимальной зоной нечувствительности; на фиг. 3 — статическая характеристика автогенератора без зоны нечувствительности.

Источник 1 входного сигнала постоянного тока через резистор 2 подключен к одной диагонали моста, в двух плечах которого включены нелинейные конденсаторы 8 v 4. В качестве конденсаторов используются емкости р — ипереходов полупроводниковых диодов. Та же диагональ моста через последовательно включенные два высокочастотные дросселя 5 и б и конденсатор 7 соединены со входом двухкаскадного высокочастотного усилителя, собранного на транзисторах 8 и 9, включенных по схеме с общим эмиттером. Дроссель 5 шунтп25 рован конденсатором 10. Индуктивности дросселей 5 и б образуют вместе с нелинейными конденсаторами 8 и 4 и конденсатором 10 два колебательных контура с различными резонансными частотами. Индуктивность дросселя

30 б выбрана меньше индуктивности дросселя 5

197692 и входит в контур с более высокой резонансной частотой.

В качестве нагрузки к усилителю подсоеди- нены два последовательно включенных узкополосных трансформатора 11 и 12, каждый из которых настроен в резонанс с одной из частот. Встречно соединенные обмотки 13 и 14 трансформаторов подключены ко второй диагонали моста.

Выходные обмотки 15 и 1б каждого пз трансформаторов включены в схему детектора, включающего диоды 17 и 18 нагрузку 19 и фильтрующий конденсатор 20, а первичные обмотки 21 и 22 включены последовательно и согласно между коллектором транзистора 9 и минусом источника питания, Движок потенциометра 28, включенного во входную цепь усилителя, соединен с его выходом.

Устройство работает следующим образом.

Если требуется получить статическую характеристику с зоной нечувствительности движок потенциометра 28 устанавливают в крайнее нижнее положение. При сигнале на входе, равном нулю, мост сбалансирован и передача его от одной диагонали к другой, т. е. с выхода усилителя на вход, равна нулю.

При сигнале на входе одного знака емкость одного из нелинейных конденсаторов увеличивается, а другого уменьшается и мост разбалансируется. Степень связи р по абсолютной 30 величине будет пропорциональна величине входного сигнала и положительной для одной частоты (например, более высокой) и отрицательной для другой (более низкой), так как обмотки обратной связи 18 и 14 для каждой 35 из частот подключены к диагонали моста встречно. При определенной величине входного сигнала U< (фиг. 2) произведение К й, где К вЂ” коэффициент усиления усилителя, станет равным единице и усилитель будет генерировать высокую частоту, значение которой определяется индуктивностью дросселя б и последовательно включенным конденсатором 10 и нелинейными конденсаторами моста

8 и 4, которые образуют последовательный ко- 45 лебательный контур для высокой частоты на входе усилителя.

Напряжение высокой частоты выделяется на трансформаторе 11, детектируется диодом

17 и в нагрузке 19 появляется напряжение 5О постоянного тока Uy одного из знаков. При дальнейшем увеличении входного сигнала возрастает амплитуда генерации и уровень напряжения в нагрузке.

При изменении знака входного сигнала 55 связь будет положительной уже для более низкой частоты и отрицательной для более высокой, так как меняется направление разбаланса моста. При сигнале на входе Uo усилитель будет генерировать более низкую часто- 6О ту, значение которой определяется индуктпвностью дросселя 5 и конденсаторами 8, 4 и

10, которые образуют для нее колебательный контур на входе усилителя. Генерируемое напряжение с выходной обмотки 1б трансфор- 65 матора 12 детектируется диодом 18, создавая на нагрузке напряжение U>, знак которого противоположен по отношению к напряжению

U<. Таким образом, получается статическая характеристика с зоной нечувствительности, симметричная относительно начала координат.

Если требуется получить характеристику без зоны нечувствительности, движок потенциометра 28 устанавливают в крайнее верхнее положение. При этом вводится определенная степень положительной обратной связи с выхода усилителя на вход, одинаковая для обеих частот. Величина ее выбрана такой, что при верхнем положении движка и отсутствии входного сигнала усилитель генерирует обе частоты одновременно и уровень напряжения каждой из частот одинаков. Детектируемое напряжение U, и U> каждой из частот создает в нагрузке ток разного направления, и поэтому при отсутствии входного сигнала суммарный ток в нагрузке равен нулю. При подаче на вход сигнала увеличивается степень положительной связи для одной из частот и одновременно уменьшается степень положительной связи для другой. Уровень генерации для одной из частот растет, для другой падает и в нагрузке появляется напряжение одного из знаков. Статическая характеристика в этом случае не имеет зоны нечувствительности (см. фиг. 3) . Перемещая движок потенциометра, можно получить любую промежуточную зону нечувствительности от О до 2 U .

В случае использования усилителя в системах автоматического регулирования при выходе его из строя прекращается генерация на обеих частотах и на нагрузке не будет напряжения. Следовательно, не будет ложного движения исполнителыюго механизма, что может привести к отказу, когда регулирующий орган перемещается в одно из крайних положений.

Кроме того, можно регулировать зону нечувствительности, что расширяет область применения устройства в схемах регулирования, например в импульсных регуляторах.

Линейность по выходу предложенного устройства при одинаковом усилителе переменного тока в два раза выше, чем в известном усилителе.

Предмет изобретения

Автогенераторный усилитель постоянного тока с симметричной статической характеристикой, содержащий усилитель переменного тока на транзисторах, в цепь обратной связи которого включен мост с нелинейными конденсаторами, и источник питания, отличающийся тем, что, с целью получения регулируемой зоны нечувствительности статической характеристики усилителя и расширения линейной части амплитудной характеристики, входная диагональ упомянутого моста соединена с выходом усилителя переменного тока через встречно включенные вторичные обмотки двух

197692

Фи2. 2

Составитель М. Сухарев

Техред Л. Я. Бриккер Коррскт оры: H. И. Быстрова и Е. Н. Гудзона

Редактор Н. Громов

Заказ 2504(14 Тираж 535 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2 имеющих разные резонансные частоты узкополосных трансформаторов, первичные обмотки которых включены последовательно и согласно между коллектором выходного транзистора усилителя переменного тока и минусом источника питания.