Усилительное устройство

О П И С А Н И Е (и 959260ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалмстичесиинРеспублик(5)М. Кл. Н 03 Г 1/34 9 пударсткнный квинтет СССР по делам нэааретеннй и втнрытн(72) Авторы изобретения тт и Б анков) Заявитель титут автоматики и электрометрии АН СССР(54) УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙС схема ус Изобретение относится к у ным устройствам и может найт нение в измерительной техник матике, где возникает необхо передачи напряжений с точно отношением.Известно усилительное уст содержащее основной операцио усилитель, неинвертирующий о ный усилитель и дополнительн ционный усилитель, при этом инвертирующего операционного теля соединен непосредственн тирующим входом основного оп ного усилителя 11.Однако усилительное устро рактеризуется недостаточно ш бочим диапазоном частот.Цель изобретения - расшир чего диапазона частотПоставленная цель достига что в усилительном устройств неинвертирующего операционно теля соединен с инвертирующи силитель- дополнительного операционного усилии приме- теля, а между выходом основного опее, авто- рационного усилителя и общей шиной димость усилительного устройства включен вве. заданным денный резистивный делитель, отвод5которого подключен к неинвертирующеройство, му входу дополнительного операционнный ного усилителя.перацион- На фиг. 1 представлена иый опера о лительного устройства; на фиг, 2 вход не- граф устройства,усили- Основной операционный усилитель о с инвер- охвачен цепью параллельной ООС по ерацион- напряжению из резисторов 2 и 3. Общаяточка 4 дополнительного операционнойство ха- го усилителя 5 соединена с выходом ироким ра основного операционного усилителя1. Неинвертирующий вход 7 дополнительение рабо. ного операционного усилителя 5 сое 20 динен с отводом резистивного делите- ется тем, ля из резисторов 8 и 9, подключенное выход го между общей шиной 10 усилительного усиди- го устройства и выходом 6 основного м входом операционного усилителя 1. Резис"3 959260 4тор 11 подключен между выходом 12бой и обозначим через В. Схема опии инвертирующим входом 13 дополнитель- сывается следующими уравненияминого операционного усилителя 5, а ре- О- е е4 Выхзистор 14 между инвертирующим входом 2 = 3 .; 2 = Э13 дополнительного операционного усилителя 5 и выходом 15 "неинвертирую;, Э =3щего операционного усилителя 16, который своим неинвертирующим входом вык 4 417 подключен к инвертирующему входу18 основного операционного. усидителя 1, а по инвертирующему входу, 19 . " = еКЗ = е,(1 + 2 у)(1- в )=охвачен цепью последовательной ООС из1резисторов 20 и 21. Выходное напря-= (1- - );жение Ов снимается между шиной 10усилительного устройства и выходом 15О- еО12 дополнительного операционного усиВлителя. Это напряжение является суммой выходных напряжений основного 1 ., е + - О , - ОР/ 0, ЬЫМ 1 ЬЫХи дополнительного 5 операционных уси-.1,)лителей, 20Од = дЯ "ВЫс "ВЬХ 1+ ОпУсилительное устройство работаетследующим образом.Здесь 3, .1 д 3, , 3 - токи в ре"зисторах 2 3, 14, 11, е - напряжеИз,"за конечного значения глубины 2 ние между входаии 7 и 13 операционно"ОСосновного операционного уили-го усилителя 5, Кфс " коэффициенттеля 1 его выходное напряжение Овых. передачи неинвертирующего опе)аци(напряжениемежду шиной 10 и выходом онного усилителя 16 с ОС;3 р=6) отличается от требуемого значения, коэффициент передачи цепи ОС йеийвер-,определяемого величиной входного на- тирующего операционного усилителя 16,пряжения Овх и отношением резисто- Т1 + К- глубина ОС этого усиров цепи ОС 2 и 3, т, е. возникает - , лйтеля; О- выходное напряжениепогрешность, Эта погрешность исклюца- неинвертирующегб операционного усилиется путем последовательного соеди- . теля 16 (напряжение между выходом 15нения с Овьх напряжения поправки О и шиной 10) По приведенным уравнени(напряжение между точкой 4 и выхо- З 5 ям построен граф (фиг, 2). Для обесдом 12), которое вырабатывается до- печения высокой точности необходимополнительным операционным усилителем выполнить согласование между сопроl5, Напряжение поправки Оп формирует-тивлениями цепей ОС, т. е. необходися в результате математической обра- мо чтобыботки величин двух напряжений: напря 40жения недокомпенсации е(напряжениеФмежду шиной 10 и входом 18), которое Передача графа определяется выражениподается на дополнительный опера- емционный" усилитель 5 через неинвер- цтирующий операционный усилитель 16,ьь 1 хи части выходного напряжения Ое,1 вснимаемой с резистора 8 и подаваемои .хК "11 - "Дд --й осна неинвертирующий вход 7 дополнительс+й - +2 К+Х + - К +К Кного операционного усилителя 5.У 2 КХ,2ККкоторое после преобразований приводитдля определения коЭффициента пере" ,ся к видудачи усилительного устройства по ВЫвФиг. 1 воспользуемся иетодои графов, :.ОВОбозначим коэффициенты усиления уси"лителей 1, 5 и 16 через К К и Кз 55 "- 1 Т 1 --- Тт + Т г1 фрезисторы целуй ОС 3, 2, 20 21 че-. 1 Ъ Т ь дт ТТ Т 1 ТдТТТ а1рез.22, 2, 22 и Е, а резисторы 8, где Т = 1 + К- глубина ОС ос"9, 14 и 11 положим равными между со- новного операционйого усилителя 1;5Т = 1 + К- глубина ОС дополнительного операционного усилителя 5;2- и 6 = -- передачи це 2 ф 2 Гйпей ОС усилителей 1 и 5. Иэ сравнения полученного выражения с коэффициентом передачи одного основного операционного усилителя 1, определя емого выражением 959260 Флителей, широко применяемых в аналоговой вычислительной технике.Таким образом, использование в,радиоаппаратуре предлагаемого устройст-з ва приводит к . улучшению таких характеристик, как точность, частотный ди"апазон, быстродействие. Предлагаемоеустройство легко реализуемо и требует только подбора сопротивлений цепей 10 ОС (выполнение условий согласования).(Оы - напряжение между выходом 6 ишиной 10) очевидно, что предлагаемое Иустройство обеспечивает гораздо бо-,.лее высокую точность, поскольку составляющие погрешности определяютсявеличинами, обратно пропорциональными произведению глубин ОС отдельных 20усилителей, т. е. величинами второго порядка малости.Таким образоМ, предлагаемое усилительное устройство обеспечиваетвысокую точность коэффициента переда чи, как и взятое за прототип усилительное устройство и в то же времяв нем значительно расширен диапазонрабочих частот, начинающийся в пред; .лагаемом устройстве от йулевой часто-щты.На основе предлагаемого решения,могут быть созданы высокоточные измерительные усилители и преобраэовате"ли параметров комплексных сопротивлений в напряжение, работающие в широком частотном диапазоне, Кроме этого, предлагаемое усилительное устройство может быть использовано длясоздания высокоточных решающих усиФ Формула изобретенияУсилительное устройство, содержащее основной операционный усилитель,неинвертирующий операционный усилитель и дополнительный операционныйусилитель, при .этом вход неинверти"рующего операционного усилителя соединен непосредственно с инвертирующим входом основного операционногоусилителя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, выход неинвертирующего операционного усилителюсоединен с инверъирующим входом дополнительного операционного усилителя, а между выходом основного операционного усилителя и общей шиной усилительного устройства включен введен"ный реэистивный делитель, отвод которого подключен к . неинвертирующемувходу дополнительного операционногоусилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1., Авторское свидетельство СССРМ 100972, кл. Н 03 Г 1/34, 1971959260 бровская Корректор Н, Корол аказ 7025 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Составительактор С. Запесочный Техред М.Те Тираж 959 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 13035, Москва, Ж, РПодписноео комитета СССй и открытийуаская наб., д