Дифференциональный усилитель

Изобретение относится к радиотехНике, может быть использован,. н усиЛителях широкополосных случайных сигйалов с большим динамическим диапазо йом, в частности н системах связи, электроакустики анализаторах спектра и является усовершенствованием изобретения по авт. св. У 1332511.Цель иэобретенйя - повышение точ ости за счет снижения собственньгс умов.На чертеже представлена структурйая электрическая схема дифференциаль" його усилителя. 15Дифференциальный усилитель содержит дифференциальный усилитель.1 сигНала, аттенюатор 2, сумматор 3, уси 4 итель 4 сигнала ошибки, выполненный Н виде управляемого усилителя-огранивоителя.Дифференциальный усилитель работает следующим образом.Входной сигнал поступает на вход Дифференциального усилителя 1 сигнаЛа и, усиленный и Кс раэ, снимается с выхода. Составляющая выходного сигнала устройства, вызванная напряжением сигнала на входеП -ЦВ Кс30 П К ЦВ К (1)1 Хх40где К и К - коэффициенты передачисумматора 3 по первомуи второму входам соответственно,вводится через усилитель 4 сигналаошибки в дополнительный вход дифференциального усилителя 1 сигнала всоответствующей фазе,Полный выходной сигнал устройства Р ПВх=Поых+Ъх=ПВх Кс+П о КогрКгде Ц - составляющая выходного сигВЫх нала устройства, нызнанная 55 сигналом ошибки ПО,Коср- коэф 4 ициент передачи усилителя 4 сигнала ошибки К - коэффициент передачи дифференциального усилителя 1Сумматор 3, на первый вход которого поступает входной сигнал ПВМ =ПВа на второй вход - ныходной сигнал устройства 1 =Б,выделяет на 35 пряжение ошибки и усиливает его в Ко раз. Усиленное напряжение ошибки, снимаемое с его выхода и равноесигнала с дополнительного входа,Если выполняется условие баланса огр2 огрОВх К 1-ПорхК-О то напряжение онибки 7 =О,Если по тем же причинам например, в результате линейных или нелинейных искажений дифференциального усилителя 1 сигнала выходной сигнал(3) ПВух ПВл Кс+Д 11 Б К 11 р К 0 Возникающее при этом напряжениеошибки Б, стремится скомпенсироватьошибку дБ в выходном сигнале устройст-. ва. Подставляя (1), (3) в (2),ПВх=Пох К+д 1+По Когр Ко=По, Кс+И 1+ В 1 огр К ВЬх К Когр К 1Полагая КоКогр К Ко К 1 огр "1 К получаем выходной сигнал устройства дП Кс Вх В.К,Кс о.ПРи КофПВрх "ф ПВхКсКоэффициент передачи устройства К 2 КогрК При малых уровнях входных сигналов искажения определяются, в основном, собственными шумами усилителя,Снижение влияния дополнительных источников шумов путем ограничения уровня выходного сигнала дифференциальной обратной связи (ДОС) позволяет снизить результирующий уровень шумов устройства, Ограничение выходного сигнала канапа ошибки, нплоть до полного отключения ДОС, осуществляется с помощью усилителя 4 сигнала ошибки. Снижейие уровня выходного сигнала устройства поступающего на управляющий вход усилителя 4 сигнала ошибки, приводит к соответствующему снижению уровня ограничения сигнала. где д тЗ - составляющая выходного сиг . нала, вызванная искажениямиВ этом случае условие баланса нару- шается894вклад составляю;с1.1 ,в формирование результирующего выходного сигнала устройства 1При этом достигаРхется отсутствие эффекта жесткого ограничения при больших уровнях сигналов, характерного для усилителей с глубиной ОС. "Жесткое" ограничение сигнала приводит к резкому возрастанию искажений спектра сигнала при перегрузке, периодически возникающей при усилении сигналов с широким динамическим диапазоном, Ограничение максимального вклада сигнала ошибки (например, на уровне 107) в формирование результирующего выходного сиг-. нала устройства позволяет сделать ограничение "мягким" и таким образом снизить результирующие искажения сигнала, т.е, повысить точность устройства.Кроме того, ограничение сигнала ошибки позволяет снизить влияние эффектов перерегулирования на фронтах импульсных сигналов, характерного для усилителей с глубокой ОС, и таким образом повысить точность устройства. 14292 Формула из обретения. Составитель Н.ДубровскаяРедактор Н.Лазаренко Техред М.Дидык Корр ект ор, В. Романенко Заказ 5142/54 Тираж 929ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 При уровне выходного сигнала, соизмеримом с уровнем собственных шумов усилителя (11 х=Бп, ), выходное напряжение усилителя 4 сигнала ошибки, поступающее на дополнительный вход дифференциального усилителя 1 сигнала; 11 орф 0. При этом квивалентный коэффициент передачи канала ДОС К -+ 0 Коэффициент передачи устрой ства с отключенным каналом ДОС определяется только коэффициентом передачи дифференциального усилителя 1 сигнала К=К , Единственным источником шумов остается дифференциальный уси литель 1 сигнала, а шумовые источники канала ДОС отключаются.При увеличении уровня сигнала основным источником погрешности становятся нелинейные искажения. Увеличе ние уровня выходного сигнала устройства, прикладываемое к управляющему входу усилителя 4 сигнала ошибки,приводит к увеличению напряжения ограничения, т.е, увеличению максимального ,уровня сигнала ошибки; вводимого вдифференциальный усилитель 1 сигнала. Увеличение напряжения ограничения увеличивает коэффициент передачи канала ошибки при малых уровнях сигнала 30 ошибки и ограничивает его при больших уровнях сигнала ошибки. Это позволяет .компенсировать относительно небольшие уровни нелинейных искажений (например 103), имеющие место при номинальных уровнях и скоростях входных изменениях сигналов, В то же время ограничение максимального вводимого уровня сигнала ошибки ограничивает Дифференциальный усилитель по авт св. У 1332511, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью повыпения точности.за счет снижения собственных шумов, усилитель сигнала ошибки выполнен в виде управляемого усилителя-ограничителя, вход управления которого соединен с выходом дифферен-, циального усилителя сигнала.