Измерительный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 63/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОВСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (53) 621.396.666 (088,8)(56) 1. Крисилов Ю. Д, Автоматическая регулировка и стабилизация усиления транзисторных схем. М Советское радио, 1974, с, 188.2. Скрипник Ю. А. Повышение точности измерительных устройств. - Техника, 196, с. 96.(54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий регулируемый усилитель, к выходу которого подключен дели 801103350 тель напряжения, последовательно соединенные переключатель, перемножитель, усили. тель ошибки, фазочувствительный Выпря.митель и фильтр нижних частот, выход которого подключен к управляюшему входу регулируемого усилителя, а также коммутационный генератор, выходы которого подключены соответственно к управяющему входу переключателя и к опорному входу фазочувствительного выпрямителя, при этом первый и второй входы переключателя соединены с выходом делителя напряжения и входом регулируемого усилителя соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента передачи, в него введен сумматор, входы которого под-, ключены соответственно к входу регулируемого усилителя и к выходу делителя напря- Я жения, а выход - к второму входу перемножителя.Изобретение относится к электрорадиоизмернтельной технике, а именно к созда.нию прецизионных измерительных усилителей переменного напряжения. Оно может быть использовано при разработке измери 5тельных усилителей в измерительных схемах повышенного уровня точности.Известен измерительный усилитель с самонастройкой коэффициента передачи, содержащий усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, масштабные звенья, 10 устройство вычитания и регулятор, выход которого подключен к управляющему входу усилителя 1.Этот усилитель обладает ограниченной точностью стабилизации вследствие чувствительности цепи стабилизации к фазовым сдвигам регулируемого усилителя.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измерительный усилитель, содержащий регулируемый усилитель, к выходу которого подключен дели тель напряжения, последовательно соединенные переключатель, перемножитель, усилитель ошибки, фазочувствительный выпрямитель и фильтр нижних частот, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, а также коммутационный генератор, выходы которого подключены соответственно к управляющему входупереключателя и к опорному входу фазочувствительного выпрямителя, при этом первый и второй входы переключателя соединены с выходом делителя напряжения и входом ре 30гулируемого усилителя соответственно. В данном устройстве в качестве корректирующего воздействия, которое приводит коэффициент передачи усилительного блока к номинальному значению, используется разн35ностныи сигнал, полученный в результате сравнения входного и части выходного напряжения 2.Однако данный измерительный усилитель обладает низкой стабильностью коэффициента передачи регулируемого усилителя, 40 Это обусловлено тем, что в течение такта коммутирующего напряжения изменение передаточных характеристик звеньев тракта сравнения, расположенных до усилитетя ошибки, в частности, мультипликативная погрешность перемножителя, вызывает появление в выходном напряжении фазочувствительного выпрямителя дополнительной составляющей, приводящей к нестабильности номинального коэффициента передачи усилительного блока,При этом входное 1./х и выходное Бнапряжения измерительного усилителя равны1)вх= УСОзЮ (1) 1): - К 1) (1+6) соя(Й+Ягде 3 - относительная погрешность коэффициента передачи;- фазовый сдвиг регулируемого усилителя. Если обозначить мультипликативную погрешность перемножителя через 8, то посленескольких преобразований относительныйвклад 8 в корректирующее воздействие можно получить, в виде при = 0- 8 о, (3)Таким образом, стабильность коэффициента передачи измерительного усилителя зависит от отношенияйф,Цель изобретения - повышение стабильности коэффициента передачи.Цель достигается тем, что в измерительный усилитель, содержащий регулируемыйусилитель, к выходу которого подключен делитель напряжения, последовательно соединенные переключатель, перемножитель, усилитель ошибки, фазочувствительный выпрямитель и фильтр нижних частот, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, а также коммутационный генератор, выходы которого подключены соответственно к управляющему входупереключателя и к опорному входу фазочувствительного выпрямителя, при этом первый и второй входы переключателя соединены с выходом делителя напряжения и входом регулируемого усилителя соответственно, введен сумматор, входы которого подключены к входу регулируемого усилителя и квыходу делителя напряжения соответственно, а выход к второму входу перемножителя.На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема измерительного усилителя.Измерительный усилитель содержит регулируемый усилитель 1, делитель 2 напряжения, сумматор 3, переключатель 4, перемножитель 5, усилитель ошибки 6, фазочувствительный выпрямитель 7, коммутационный генератор 8 и фильтр 9 нижних частот.Устройство работает следующим образом,Входное напряжение Бьх усиливается регулируемым усилителем 1 до значения 1.11.Выходное напряжение делителя 2, имеющего коэффициент передачи, обратный номинальному коэффициенту передачи К регулируемого усилителя 1, равноУ= -Ц 1+8 сов(Ы+ф, (4)Разность мгновенных значений напряженийБьх и Б 2 на выходе сумматора 3 можно представить какЦ = У (1+ ЖС 051- )СОУВ 1- У 1+835 И 1 х (5)31 п иМНапряжение 11 з подается на вход перемножителя 5, на другой вход которого поочередно воздействует входное напряжение 1.)ъх инапряжение 1.1с выхода делителя 2 черезпереключатель 4. Последний управляетсякоммутационным генератором8. На выходеперемножителя 5 образуется напряжение частоты коммутации. При этом в течение одногополупериода коммутирующего напряжениявеличина постоянного напряжения на выхо1103350 Составитель Л. Закс Техред И; Верес Корректор И. Эрдейи Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор А. ДолиничЗаказ 4831/43 3де перемножителя 5 может быть найдена как1/а1),=1/вх 1./з=1.(1+Й 105 Ф .1) (6) В другой полупериодЦ= УгУз= а (13)соз 11(1+8)С 01 1-1)+ , (1+8) "(/) хзп фРазность напряжений (./ и Ц пропорциональна разности действующих значений 1/вх и напряжения Ь а После усиления в усилителе 6 напряжение частоты коммутации выпрямляется фазочувствитЕльным выпрямителем 7 и через фильтр 9 подается в качестве корректи рующего на упра вляющий вход регулируемого усилителя 1, изменяя коэффициент передачи блока до номинального значения. Можно показать, что напряжение на выходе фильтра 9 представляется в видеу 9 а У 8 1 2 1 (8) где 2 коэффициент пропорциональности. 1Как следует из выражения 8, величинанапряжения коррекции не зависит от фазовых сдвигов в регулируемом усилителе 1.Основным преимуществом предлагаемого усилителя является меньшее влияние на 5 корректирующее воздействие мультипликативной погрешности 8 перемножителя за один период частоты коммутации. С учетом 8, напряжение на выходе фильтра нижних частот равно1 О 1),: аУ/1 5) 8+а а 11+8)(1+0-СОЗЫВА, (9)откуда можно определитьф.Тогда при малых Фа-оо (10)Таким образом, в предложенном измерительном усилителе по сравнению с прототи пом нестабильность коэффициента передачи,обусловленная мультипликативной погреш- ностью перемножителя, снижена в 1/8 раз и определяется собственно 6.