Устройство для защиты электрометрического усилителя от перегрузок

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ЕТЕНИЯ ОП СТВУ ДЕТ АВТОРСКОЬ ов,.Старова- удо- ес 870968,йные интеграль тское радио", "19, д.ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЗЛЕТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРограничивающий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт космических исслний АН СССР и Одесский орденавого Красного .Знамени,попитехкий институт.ЯО 105605 резистор, включенный в входную цепьэлектрометрического усилителя, идва диода, подключенных к входу последнего разноименными электродами,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью уменьшения влияния защитного устройства на процесс измерения,в него введен регулирукщий усилитель, вход которого соединен с выходом электрометрического усилителя, а выход - с другими электродамиДиодов, причем коэффициент передачирегулирующего усилителя выбран изуловия достижения единичного произведения коэффициентев передачи обоих усилителей, а верхняя границаего динамического диапазона установлена меньшей или равной границеэлектрометрического усилителя.Изобретение относится к электро- метрической технике и предназначено для использования, например, в аппаратуре при исследовании потоков заряженных частиц космической плазмы методом плавающего потенциала. 5Известно устройство для защиты электрометрического усилителя от перегрузок, содержащее два диода, включенных встречно-последователь" но между входом и выходом усилите О ля Г 13В указанном устройстве отслеживание емкости диодов и внутреннего сопротивления обеспечивается лишь при наличии усилителя с коэффициентом передачи, равным единице. Данное обстоятельство существенно су" жает область практического исполь" зования.известного устройства. При этом срабатывание защиты имеет мес то только при достижении выходным сигналом напряжения питания, т,е. усилитель работает в нелинейной части проходной характеристики, Характеризуется низкой точностью йзмерения. Кроме того, в устройстве не предусмотрена регулировка уровня срабатывания защиты.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для защиты измерительного 30 усилителя, в том числе и электрометрического, от прегрузок, содержащее два токоограничивающих резисторов, включенных во входные цепи усилителя, и два диода, подключенных ко 35 входам последнего разноименными электродами 123.Недостаток устройства проявляется в его влиянии на измерительный процесс. Это влйяние выражается4 О главным образом, в генерации шумов обратносмещенными р-п переходами диодов.Целью изобретения является уменьшение влияния защитного устройства, на процесс измерения, осуществляемый с помощью злектрометрического усилителя.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты электро- метрического усилителя от перегрузок, содержащее токоограничивающий резистор, .включенный во входную цепь электрометрического усилителя, и два диода, подключенных к входу последнего разноименными электродами, введен регулирующий усилитель, вход которого соединен с выходом электрометрического усилителя, а выход - с другими электродами диодов, причем коэффициент передачи регули- бО рующегоусилителя выбран из условия достижения единичного 1 произведения коэФФИциентов передачи обоих усилителей, а верхняя граница его динамического диапазона установле- б 5 на меньшей или равной границе электрометрического усилителя.На чертеже, гана Функциональнаясхема предложенного устройства длзащиты электрометрического усилителя от перегрузок.Устройство содержит токоограничивающий резистор 1, включенныйво входную цепь электрометрического усилителя 2, регулирующийус.литель 3, вход которого соединенс выходом усилителя 2, и два диода 4 и 5, подключенных встречнопараллельно между входом усилителя 2 и входом усилителя 3.Устройство работает следующимобразом.В отсутствии сигнала к диодам 4и 5 приложено нулевое смещающее .напряжение, т.е. они заперты. Приподаче сигнала (как с переменной,так и с постоянной составляющей)происходит его усиление в электрометрическом усилителе 2, с выходакоторого сигнал поступает для дальнейшей обработки (например, для преобразования в цифровой код), а также на вход регулирующего усилителя 3.Поскольку сквозной коэффициент передачи, определяемый произведением коэфФициентов передачи злектрометрического усилителя 2 и регулирующегоусилителя 3, равен единице, сигналына электродах встречно-параллельновключенных диодов 4 и 5 совпадаютпо амлитуде и Фазе, т.е. ни постоянная, ни переменная составляющйе токасигнала через диоды 4 и 5 не протекают, Не происходит также шунтирования входного сопротивления электро"метрического усилителя 2 как попостоянной составляющей за счетвнутреннего сопротивления закрытыхдиодов 4 и 5 так и.по переменнойсоставляющей за счет межэлектродныхемкостей диодов 4 и 51 . Диоды 4 и 5работают все время при нулевом сме"щающем напряжении. При этом отсутствуют характерные для известных устройств шумы обратносмещенного Р -иперехода одного из диодов.При подаче сигнала, превышающеговерхнюю границу динамического диапазона регулирующего усилителя 3, падение напряжении на. диодах 4 и 5становится отличным от нуля, одиниз них в зависимости от полярностивходного сигнала) открывается, предотвращая перегрузку электрометрического усилителя 2,Верхняя граница динамическогодиапазона регулирующего усилителя 3устанавливается так, чтобы исключитьперегрузку электрометрического .усилителя 3 как по входутак и по выходу,т.е. как уже отмечалось, меньшей,или равной верхней границе динамического диапазона электрометрического1 О 56 О 5 В Составитель Л. МорозовРедактор Н.Пуюненкова Техред Ж.Кастелевич Корректор И.Шарсти 3,Заказ 9293/36, . Тираж 710 ПодписйоеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул,Проектная, 4 усилителя 2 и может легко регулироваться, например, при использовании в качестве регулирукицего усилителя 3 ограничителя с регулировкой уровня ограничения. Резистор 1 служит для ограничения тока, протекающего через диоды 4.и 5, при перегрузке злектрометрического усилителя 2.Таким образом, применение петли следящей положительной обратной связи позволяет исключить влияние защитного устройства на процесс измерения,и,как следствие,повысить точность электрометрического усилителя.