Высоковольтный усилитель

(19 5 НОЗ ЕЗ/3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(57) Изобретение относится к усилительнойтехнике. Цель изобретения - повышениебыстродействия. Высоковольтный усилитель содержит операционный усилитель 1,высоковольтный преобразователь 2 напряжения в ток; резистивный делитель 3 напряжения, нагрузку 4, высоковольтныйактивный элемент 5, интегрирующий датчик6 тока, источник 7 напряжения смещения,одностороннийограничитель 12, регулируемый делитель 17, повторитель 18 напряжения и емкостный делитель 19, В установившемся режиме средний ток элемента 5 равен среднему значению выходного тока преобразователя 2. При этом датчик 6 позволяет снизить уровень пульсаций выходного напряжения высоковольтного усилителя, имеющих частоту преобразования преобразователя 2, Введение ограничителя 12 на активном диоде позволяет, повысить быстродействие усилителя, так как исключает рост напряжения на.входе управления преобразователя 2 выше уровня, соответствующего нулевому выходному току преобразователя 2, что возможно во время переходных процессов. Дополнительное повышение быстродействия достигается за счет более быстрой передачи сигнала отрицательной обратной связи. 3 з,п, ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к усилительнойтехнике и может быть использовано в качестве высоковольтного усилителя напряжения.Целью изобретения является повышение быстродействия,На фиг,1 представлена принципиальная электрическая схема высоковольтного усилителя; на фиг.2 - источник опорного напряжения в высоковольтном усилителе; на фигЗ - односторонний ограничитель и компенсированный делитель в цепи обратной связи,Высоковольтный усилитель содержитоперационный усилитель (ОУ) 1, высоковольтный преобразователь 2 напряжения в ток, резистивный делитель 3 напряжения, нагрузку 4, высоковольтный активный элемент 5, интегрирующий датчик 6 тока, источник 7 напряжения смещения, при этом источник 7 выполнен на инвертирующем сумматоре, содержащем операционный усилитель 8 и резисторы 9 - 11, односторонний ограничитель 12, содержащий операционный усилитель 13, диоды 14 и 15 и резистор 16, а также регулируемый делитель 17, повторитель 18 напряжения и емкостный делитель 19.Высоковольтный усилитель работаетследующим образом,Входной сигнал подается на первый вывод резистивного делителя 3 (фиг.1), передается через операционный усилитель 1 ивысоковольтный активный элемент 5 без .инверсии на управляющий вход высоковольтного преобразователя 2 (постоянного напряжения в ток), построенного на основе широтно-импульсного модулятора. Напряжению на входе преобразователя 2 соответ ствует некоторое среднее значениевыходного тока преобразователя, обеспечивающего заряд емкости нагрузки. Наличие цепи отрицательной обратной связи (ООС) на резистивном делителе 3 приводит к тому, что на выходе высоковольтного усилителя устанавливается напряжение, пропорциональное входному напряжению. Коэффициент пропорциональности определяется коэффициентом деления резистивного делителя 3. В установившемся режиме средний ток высоковольтного активного элемента 5 равен среднему значению выходного тока преобразователя 2, причем интегрирующий датчик 6 тока позволяет снизить уровень пульсаций выходного напряжения высоковольтного усилителя, имеющие частоту преобразования преобразователя 2,Положительный перепад напряженияна входе усилителя приводит к некоторому5 10 15 2025 30 увеличению тока высоковольтного активного элемента 5 и соответствующему уменьшению выходного тока преобразователя 2 напряжения в ток, Разница указанных токов обеспечивает ускоренный разряд емкости нагрузки 4 до момента установления баланса токов,Высоковольтный усилитель может использоваться в неинвертирующем включении (при этом сигнал подается на первый вход ОУ 1, а первый вывод резистивного делителя 3 соединяется с общей шиной), а также в дифференциальном включении (в этом случае сигнал подается на оба входа усилителя).Выполнение источника 7 напряжения смещения, как показано на фиг.2, позволяет выполнить условие постоянства Мощности, рассеиваемой на активном элементе 5, за счет управления средним током активного элемента 5: при увеличении выходного напряжения высоковольтного усилителя средний ток активного элемента 5 уменьшается, так как возрастает потенциал на выходе источника 7.Введение одностороннего ограничителя 12 (фиг.З) на активном диоде позволяет повысить быстродействие усилителя, так как исключает рост напряжения на входе управления преобразователя 2 выше уровня, соответствующего нулевому выходному току преобразователя 2, что возможно во время переходных процессов,Компенсированный делитель в усилителе (фиг,З) позволяет дополнительно повысить его быстродействие за счет более быстрой передачи сигнала ООС. При этом эквивалент переменного конденсатора на регулируемом делителе 17, повторителе 18 напряжения и конденсаторе емкостного делителя 19 позволяет скомпенсировать разброс емкостей высоковольтного конденсатора емкостного делителя 19.Формул а изо бр е те н и я 1. Высоковольтный усилитель, содержащий операционный усилитель, высоковольтный преобразователь напряжения в ток, резистивный делитель напряжения и нагрузку, причем первый вывод резистивного делителя напряжения и первый вход операционного усилителя являются входами высоковольтного усилителя, второй вывод реэистивного делителя напряжения соединен с выходом высоковольтного преобразователя напряжения в ток и с нагрузкой, а отвод резистивного делителя напряжения соединен с вторым входом операционного усилителя, о т.л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введен высоковольтный активный элемент и интег 1647848рирующий датчик тока, при этом выход операционного усилителя соединен с входом высоковольтного активного элемента, выход которого подключен к нагрузке, а общий вывод подключен к управляющему входу высоковольтного преобразователя напряжения в ток и через интегрирующий датчик тока к выходу источника напряжения смещения.2. Усилитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что источник напряжения смещения содержит инвертирующий сумматор, выход которого является выходом источника напряжения смещения, первый вход подключен к первому выводу резистивного делителя напряжения, а второй вход соединен с шиной источника опорного напряжения,3, Усилитель по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что к управляющему входу высоковольтного преобразователя напряжения в ток подключен односторон ний ограничитель на активном элементе,4. Усилитель по пп.1 - 3, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что первый вывод резистивного делителя напряжения подключен к первому вы воду регулируемого делителя, второй выводкоторого соединен с общей шиной, а отвод - с входом повторителя напряжения, выход повторителя напряжения соединен с первым выводом емкостного делителя, второй 15 вывод которого соединен с нагрузкой, а отвод - с втооым входом операционного усилителя.1647848 тор Н.Лазоренк Максимишинец ГКНТ ССС водственно-издательский комбинат "Патент", гУжгород, ул,Гагарина 101Ф ЗаказВН И Государств 1оставитель П.Дикехред М. Моргентал Коррек Тираж 474 Подписноеного комитета по изобретениям и открыти035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 45