Усилитель заряда

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) ЗГЗ/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оери т повыным по-во (ЭУ) 1 3 - 5, интеГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к изтельной технике и обеспечиваешение надежности с одновременвьппением быстродействия, Устрсодержит электрометрич. у-льконденсатор (К) 2, резисторыВведены диодный ключ (ДК) 6,грирующая ВС-цепь 7, аналоговыйключ 8, ДК 6 позволяет проводитьускоренный разряд К 2 в режиме подготовки устр-ва к измерению и сократить время подготовки. ДК 6 в режимеперегрузки выходного каскада ЭУ 1при возникновении перенапряжений навходе открывается (при 0,6 - 0,7 В)и вход устр-ва шунтируется цепью,состоящей из цепи 7, ДК 6 и резистора 5, Цепь 7 позволяет увеличитьустойчивость ЭУ 1 в режиме обнуленияК 2 и уменьшить время затухания переходного процесса, возникающего приразмыкании ключа 8, Ключ 8 позволяетосуществить режим начальной установки выходного напряжения устр-ва.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к изме-, рению малых токов и зарядов, и можетбыть использовано для усиления вход 5ных сигналов с пьезоэлектрических датчиков давлений вибраций и ускорений,Цель изобретения " повышение надежности с одновременным повышением 10 быстродействия.На фиг,1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя заряда; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.Усилитель заряда содержит электро- метрический усилитель 1, конденсатор 2, первый 3, второй 4 и третий 5 резисторы, диодный ключ б, интегрирующую ВС-цепь 7 и аналоговый ключ 8 20Усилитель заряда работает следующим образом. После подачи питающих напряжений выходное напряжение усилителя заряда отлично от нуля, Начальный сдвиг выходного напряжения связан с набросом заряда в конденсатор 2 во время пе-реходного процесса в схеме электро-. метрического усилителя 1 при поступ- лении питающих напряжений. Перед проведением измерений проводится об" нуление усилителя заряда путем поцачи управляющего сигнала на управляющий вход усилителя заряда (см,фиг.2, интервал времени С " й ). При этом аналоговый ключ 8 размыкается и конденсатор 2 разряжается через встречно-параллельно включенные диоды диодного ключа 6, интегрирующую КС-цепь 7, первый резистор 3 и соединенный последовательно с ними второй резистор 4. Если остаточное. выходное напряжение усилителя заряда превышает пороговый уровень, т.е, уровень на" пряжения, при котором р"и переходы диодов диодного ключа 6 (смещенные в прямом направлении) обладают небольшим (единицы и десятки килоом) дифференциальным сопротивлением, то первый резистор 3 оказывается зашунтированным ниэкоомным сопротивлением (десятки килоом), образованным встречно-параллельно включенными диодами диодного ключа б и резистором интегрирующей КС-цепи 7, Происходит быстрый разряд конденсатора 2 до уровня напряжения, при котором происходит запирание того из диодов диодного ключа б, который находился в проводящем состоянии. Затем происходит медленный разряд конденсатора 2 (см.фиг,2, поз.1, интервал времени 1, - С) через цепь, образованную параллельно включенными первым резистором 3, диодами диодного ключа 6, резистором интегрирующей ВС-цепи 7 и соединенным последовательно с ними вторым резистором 4, Так как уровень выходного напряжения усилителя заряда, при котором начинается ипроисходит медленный разряд конденсатора 2, значительно меньше, чем у прототипа (составляет 0,4-0,6 В), тов 10 - 20 раз сокращается время подготовки" усилителя заряда к проведениюизмерений, т,е, повышается быстродействие. В момент времени 1 з на входусилителя заряда поступает сигнал -.Я в вице электрического заряда,например с выхода пьезоэлектрического датчика,цавления (см,фиг.2,поз,3, интервал времени 1 - С),Заряд - 0преобразуется в ток, который интегрируется конденсатором 2,Выходное напряжение усилителя зарядапропорционально уровню входного сигнала (см,фиг,2, поз,1, интервал времени 1 з - й) за счет отрицательнойобратной связи, которой охвачен электрометрический усилитель 1,Введение диодного ключа 6 позволяет проводить ускоренный разряд конденсатора 2 в режиме подготовки усилителя заряда к измерению и тем самым сократить время подготовки, Кроме того, диодный ключ б в режиме перегрузки выходного каскада электрометрического усилителя 1 при возникновении перенапряжений на входе открывается (при уровнях напряжения 0,6 - 0,7 В) и вход усилителя заряда оказывается зашунтированным цепью, состоящей из последовательно соединенных интегрирующей КС-цепи 7, диодного ключа б и третьего резистора 5 (величина которого составляет единицы и десятки килоом). При этом осуществляется эффективная защита входного каскада электрометрического усилителя от пробоя при перегрузках и достигается повышение надежности усилителя заряда, Введение интегрирующей КС-цепи 7 позволяет увеличить устойчивость электрометрического усилителя 1 в режиме обнуления конденсатора 2 усилителя заряда и умень1388978 Составитель В,Серовдактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор А,Тяско Заказ 1584/55 Тир Подписи ВНИИПИ Государс по делам изоб 3035, Москва, Ж митета СССткрытийя нгб д,венного кетений и5, Раушск Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,Проектная шить время затухания переходного процесса, возникающего при размыкании аналогового ключа, Введение аналогового ключа 8 позволяет осущест 5 вить режим начальной установки вы,ходного напряжения усилителя заряда. В частности, диодный ключ 6 может быть выполнен в виде встречно-парал-., 1 О лельно включенных эмиттерных переходов двух транзисторов. Формула изобретения15Усилитель заряда, содержащий электрометрический усилитель, охваченный первой цепью общей отрицательной обратной связи, выполненной на конденсаторе, и второй цепью общей отрица тельной обратной связи, выполненной на последовательно соединенных первом и втором резисторах, при этом вход и выход электрометрическогоусилителя являются соответственновходом и выходом усилителя заряда,а первый вывод третьего резистораподключен к точке соединения первого и второго резисторов, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности с одновременнымповышением быстродействия, в неговведены диодный ключ, выполненный надвух встречно-параллельно включенныхдиодах, интегрирующая КС - цепь ианалоговый ключ, вход управления которого является управляющим входомусилителя заряда, при этом второйвывод третьего резистора через аналоговый ключ соединен с общей шиной,а между первым выводом третьего резистора и входом электрометрическогоусилителя включены последовательносоединенные интегрирующая ВС-цепь идиодный ключ,