Усилительное устройство

(51 4 Н 03 Г 1 34 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКО(56) Патент США448084, 1984. ОЕ УСТРОЙСТВО тносится к радиотехия - повышение наусиления путем уменьилительное устр-во соаттенюаторы 3 и 4,(54) УСИЛИТЕЛЬН (57) Изобретение о нике. Цель изобрете дежности и точности щения искажений. У держит у-ли 1 и 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ выходной сумматор 5 и сул 1 м торы б 9 Устр-во работает в нескольких режимах: при исправности всех блоков и в случае возможных отказов одного из блоков. В рсжиме исправных блоков устр-во обеспечиви г усиление полезного сигнала с козффипнентом усиления К и с большой точностьк, которая не зависит от наиболее нсстабиль ных и сложных у.лей 1 и 2. При отказе лк- бого из блоков устр-во не изменяет своег )х и сохраняет высокую точность. Цель достигается путем выполнения сумматоров б и 8 н виде трехвхоловых, а сумматора 7 и впде четырехвходового. 3 ил.11(обретение относится к рзлиотс хнике и, 1(стнос(и к усилите.ям.ель изобретения новышецие надежности и точности путс ч ученьшеция искажсе(ий.11 д фиг. 1 представлена структурная элект рическдя схечд предложенного усилительного л стройствд; на фиг. 2 - структуре(дя э,(ектрическая схеыд возчожцой реали- З(1 ЦИИ СЫМА ДТОРОЕ); НД фИГ. ) - ВЫХОД- цзя часть структурной электрической схе. чы возможного полключения, например, цо токч Вхо;1 ОВ зттснк)Второ к Выход(1 м уси,(ителей и к вхолдч Выходного сумма- горд.Усилительное устройство солержит нерв(йи второй 2 усилители, первый 3 и вто. рой 4 зт(с цюдторы, выходной сумчатор 5, перый (, второй 7, третий 8 и четвертый 9 елччдт(ры. Олца из возможных реализаций косрых показана цд фиг 2. Кроче того, и;1 фи( 8 нокд.дны перваяи вторая 11 холин(с Обмотки цри еыног(нснии Выхо;1 ноО с",л(л 1(1 торе 5 В Ви,1(. элсктрол(3 гнитз.Ус и,(итс,(ьцос л строиство р;(ботает с.(е;ук(ци м (6)Ззоч.В рдбогс преллзгдечого усилительного ус гро(1(тд чожно ыделить несколько рекцчов Режимы работы систел(ы при иснре(вцо(ти Всех 6.(оков и в слч Зс Возчож. цых Окд.Ов олнсно из блоков. Пол откд(Ол 6 л(к;1 цолр;1 хл(еветс 5(, цдцрил 1(.р, цере- Г(Р;1 Ц и Е СЛО КЗ.В цероч (или осцовцол режил(е, когда Сгс 6,(ОКИ уСИЛИтЕЛЬНОГО устрОйетва Ив цр;1 цы, сНО работает слелукццич образоч. 1 ри рдботе сис 1(л(ы в тракте пс рво- Г( усилителягдкже чожет возникнуть ложный сигнал от нестабильностей пер(го усилителя 1 (или дрейф нуля) От этои нд выхолс первого сумматора 6 образуется соответствук)щий сигнал ошибки, когорый, усиливаясь первыч усилителел( 1, комБхолцой полезный информационный сигч;(л усиливается вторым усилителем 2 в К рзз И Нос"ГхЦ Е(С Т Н(1 ВЬ( ХОЛ е(Ы хДИОГО СЪЫ ы(1. торы,. В то кс Врсмя, при подаче но,(сцго сигнала третьеч сучматоре 8 происходит сзимняя кочпенсация двух поле:1- цых снгцд,О, псстуцакццих и рез первый вход грстьеи сучл(зторд 8 и через второй вх(л сучл(дторз 7, отчего усилитель 1 оста- етСЯ ЦЕЗДГРУжЕЦНЫЧ ПО ЦОЛС.(НОМУ ОСЦО- цочу сиги.(у11 ри усигснии НО,Еезносо сиГнала вторыы уси.И(е,(ел( 2 В и тракте (пмимо полеч(ип укд(зццого сигнала возникает и ложный сигил, порож,Еаемый цестабильностячи (ногрсшцостяыи) второго усилителя 2. От этого цд выходе второго сумматора 7 Образуется соответствующий сигнал ошибки, который, усиливаясь вторым усилителем 2 кочпецсирует ложный сигнал от нестабильн)с Г(.Й ВторОГО угсиг(ителя 2 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ценсирует ложный сигнал от нестабильностей первого усилителя .По схеме также Вилно, что ложный сиг.цал от нестабильностей первого сумматора 6компенсируется в системе с цомощью сигнала ошибки, возникающего ца выходе четвертого сумматора 9, а ложный сигнал, возникаю(ций от нестабильностей второго сумматора 7, компенсируется с пол(о(цью сигнала ошибки, возникающего на выходе третьего сумматора 8.Таким образом, при усилении полезныхсигналов (в режиме исправных блоков) всесигналы, порождаемые нестабильностями(цо(решностями) усилителей 1 и 2 и сумматоров 6 и 7, компенсируются (уничтожаются), а нд выходе выходного сумматора 5 и всей системы получается полезный усиленный В К ра:1 информационныйсигнал,Точность системы црдктически определяется только погрешностями сумматоров 8и 9, что позволяет добиваться точности. ПогрсНцости наиболее нестабильных усилитслейи 2 на точность системы (как этобь(ло описано) не влияет. Точности системы также сцособствует и то, что сумматоры 8 и 9 вследствие того, что от нихтребуется усиления, з требуется только уммирование (с единичными коэффициецтами),сачи имеют очень малые погрешности, т.с.практически устрдцякзтся погрешности от нестабильностей, например, коэффициентов усиления операционны.х усилителей счммдторовТаким образом, в режиме исправных блоков системз обеспечивает усиление полезного сигнала с коэффициентом К (коэффициентом усиления) и с большой точностью, которая це зависит от наиболее нестабильных и сложных усилителейи 2. Вуказанном режиме Олин из усилителей загружен, работает по полезной мощности(или сигналу), а другой усилитель цо цо.Нзной мощности не загружен (отдыхает),это в ряде случаев может дать дополнительное повышение надежности системы.Преимуществом предлагаемой системы является то, что система помимо Описанного режима работы цри всех исправных блоках способна работать и в режил(ах неисправных блоков.Так, если в системе откажет хотя бы олиниз сумматоров 6 и 7, то это не привелет котказу всей системы усиления, т.е. предлагаемая схема по.прежнему булет усиливатьполезный сигнал с неизменным коэффициентом усиления (равным К, где Кчисло,обратное молулю коэффициента передачи зттецюатора) и с повышенной точностью, не.зависящей от нестабильностей усилителей1 и 2. Если, например, откажет первыйсумматор 6 (фиг. 1), то второй усилитель 2 по-прежнему будет усиливать полез.ный сигнал, т.е. коэффициент усиления системы не изменится, при этом компенса 1 ия .1)ж и(3и ( н(3.1 От цсс т)би 11 нот сЙ 1310. ро 0 усилигсля т бупст и уцестляться почопьн )горо 0 сучл(тор 7, д кочпецсдпия ложцгио сигнал первоо усилитслябу.1 ст , псес ГВ,ятьсЯ с мопьо четс рто- О сумматора 0 В сок) очередь, если откзжт грстийул(лтор 8, коаффипис цт уси ЕЦИ Я СС СЛ Ы Т)1 КЖС ЦС 3 Л(СЦ)(ТС 51Т С пос )цый си( пл булет усилидться В л, р;3.3, РОКОЛЯ ПО тРДКтУ От ВТОРОГО СУЧМДГО 7 цз Орй усилитсль 2, а компсцс;3- (тия Г)ожцыл сигилоот цест;)бильцостс и )илитс, йи 2 булет осупс с т)пят 3 с я с 3 ол 0 ьн оотстствеццо, перого 6 и Вгои. о 7 сумматоров, четвертый сумматор 9 Гу;ст способстоать такжс и компенсации ложи 0 с)3313О (цгретццкти псрого сучм;3- гор 1)лс . Бл(0 к к т Второй сс С(. мдпгор .у и;3,с пик )3,с и( 3)н;);. (3 л (т, ) ьчс ;) .бя (,);к),С Р Ж 3 11,1 1 1 1 1Л Л 1 Л ( 1 1)( , ( 1 С Р Б Ы И С Л Л1 ) 3 . С И,13 1Л 11,10,+, Ц 11 С С И Г Н ;3, 1 Ьт 1 би т 1И (Ит И1 СИ- 6 Ч кол(пснсцРОБ,(. ИО )опнл лмторо 3яс л ;,", ч(т(ти", л ,3;3 т р 8к о лт(т и си 30 т)кжс и,ч п,Й си 11 0 по. рс 3130 т)3л л);тор (1. Р.с 33 гк,+, чст Бс) Г( и сллч(1:, ) ),с 31(,3) Ги (, бл - .с 1 л с)1,и ;3( 3 (л Р 3 ) Бто 3(лсииГслсч 2,;1 к (11 (с 3 я Гожпьл си(п;3,1033 ,СИ,И.1 И3.ГЛС 1 ОС, ПССГ 351 Гс 51 помг)иьн), Л) Л ГОРО(3 ( )3( ЧЛ(11 тР ) ЦОЛОЖСК;СНСИ,д ГЬ И гКЦЫЙИт и;330 р п(ос Ги сл л)маг 1 г )ТК И Л 1 Обр (ОЛ 1, 1 ри т К )С,н)6)1 0 3ЧОРОВ ,ИС Г(.М ЛСИС 1 ВИ 3 СПО Н И .Л 1 Ц 31 С(30 О КС)Ь)фИ)ИИТД )С 1,1 Н)51 И( Р О Л 1 С 1(), П Р Е 1 (3 Г 3 С Л Д 51 С 1 С 1 С ")1)иГ.с 11)с)11)3 от 13 31 1 Ри О Гк.3х ср(3 )л п)л л 6,1 кои лзжс трсл 6,)окОВ Б К)Ж.0 ") И.)Л Л ТРКТО ;СЛТИ В ПРС;- С)11 Ч 1 ЧОИ 331.Л 1 ОТКЗЖЛТ СР 3 )У (ОЛНОРС. чс ццо) л;3 с",мчдгор 8 и 6, сумм р 6 и цс рый уси,иг,ь , третии сучч 1 т)р 8 и 31 1 Й чси итс ь , Вд сумчт; , 11с) (1 т 0) 7 и то)Ой",с(- литс.)ь 2,учч;)гры 8 и 6 и перый уси- .ИТС,31С)ОРСъ(СНИГ) ) 1,1 И ЖС СЧЧ Чаторы ) и 7 и Второй усилитель 2 (о- ОГ)рслеццо. по кгтя и чалоерояцо, цо Вычожц, 10 систем;1 се равно цс идченисВОи сГт)и 1 ьцыи кодс(3333(ет Чсилсния и бу.с т обсс(ид гь Вык)куо точность.р с.3, 13 3 л 1 0 ст тти (, и:1( ).К(. СОХР;1)3(11 р;)бото 0610 1, ЖС "(т.тИО Рсц)1 Ос 13 и 0 к 3 с ы лп ,1 ч,тР 3 ) И 3 И 13 ГРЛ"1 КИ ( К( Г)3 С Л Л , ; , 5 с" и нцы си"3 ц)ИР)3ПОЯИГСЯ,Ц+ ЦЫй С (,Г 1;3. (И П) ПО Р П)п 3,Г нтзби;1 ИО"1 и цсР 0 О БКО.;)л л) ч;110р 1,) ( ИИ .ол 033 06 Л)ОТКИ0 сЛ Л) (1 Ир)нпсец цдруки), то ток цпи ук;33;33цой ОГчитки 1 Ог цс ст;363,Ис 3 и ) и (чс ци г иЦз Л К)1 )ДИНО(. ГОЖЦО И ЧСНСИИ, .1 ГЦ,3(3и,1 и ток ) ср(3 Ги рмс т 11 к,+с и псрь 1 (3 1.1312720 ставитель Н, Дубровскаяед И. Верее Корректор М. Шарошик 902 Подписноеета С:С;С.Р но;е.ал изобретений и открытийЗ 5, Ра шская наб д. 4,5с нр днр ятш, г, Ужгород, ул, При ктая. 4 Редактор А. ШандЗаказ 1849/55В 11 ИИ 1111 1 ос да1180Прои но отвеин Тех ственного коми З 5, Мсква, Ж поли риячеек 6 - 9 с одинаковыми входами очень улоб. ги по простоте и надежности.Так, каждый из сумматоров 6, 7, 8 и 9 (в этом случае) может быть выполнен аналогично известной схеме по фиг. 2.Кроме того, другим методом реализации иннрсии является также выполнение ат. тнюаторов 3 и 4 цеинвертирую 1 цими, а вхо. лов сумматоров, подключаемых к выходам ат - генюаторов 3 и 4, инвертирующими. Такое исполнение становится возможным, если в составс сумматоров 6 -9 применять операционные усилители, имеющие разные (или разнополярные) входы.Олцсй цз самых выгодных реализаций иыхолной части схемы (фиг. 1) является реализация по фиг. 3. По данной реализации нхол первого аттенюатора 3 соединен с первым 1 лхслом выходного сумматора 5 (выполнс ццго, цацримр, в виде электромагцилвумя входными обмотками О и 11) последовательно по току, при этом вход второго аттенкатора 4 соединен с вторым в;солом (или обмсггкой 11) выхолного сумматора 5 гакжпослловательно по току. На фиг.,1, гле усилитель 1 и 2 и аттенюаторы 3 и 4 показаны в виде четырех- полкниксв, и цхолной сумматор 5 - в ниле электромагнита с двумя обмотками, СУХматОР т ЯВЛЯСТСЯ ЦО СУТИ НаГРУЗКОЙ СИС. гмы (или суммирукшей нагрузки с разлельц 11 ми вхолами). Фр,лс).1 а пзогретенияХтсилцтлицо устройство, содержащее цс рвляй и вторй усилители, нь 1 холы кото. рых подключены к соответствующим входам выходного сумматора, при этом вход первого усилителя непосредственно, а выход через первый аттенюатор соединены с первым неинвертирующим и первым инвертирующим входами первого сумматора соответственно, вход второго усилителя непосредственно, а выход через второй аттенюатор соединены с первым неинвертирующим и первым инвертирующим входами второго сумматора 10 соответственно, а также третий и четвертый сумматоры, первый неинвертирующий вход третьего сумматора является входом усилительного устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности путем уменьшения искажений, первый и третий сумматоры выполнены трехвхоловыми, а второй - четырехвхоловым, при этом первый цеинвертируюсций вход третьего сумматора соединен с вторым неинвертирующим входом второго сумма О тора, трстий неинвертирующий вход которого соединен с выходом четвертого сумматора и вторым неинвертирующим входом третьсго сумматора, выход которого соединен с вторым неинвертирующим входом первого сумматора, выход которого соединен с вхо лом первого усилителя, первый инвертируюпсий вход третьего сумматора соединен с выхолом второго аттенюатора, а выход третьего сумматора соединен с первым неинвертирующим входом четвертого сумматора, при этсм выход второго сумматора соединен с входом второго усилителя, выход первого аттенюатора соединен с первым ицвертирукщим вхосом четвертого сумматора.