具有分开调节直流放大系数以补偿失调电压的精密交流放大器_图文

具 有分开 调 节 直 流放 大 系 数 以 补 偿

失 调 电 压 的精 密 交 流放 大器
摘要
调节




— 它 籍 助 于 一 附 加 差 动 放 大 器 使 运 耳放 大 瑟 偷 出 的 交 直 流 电 压 成 份 分 开


本 文 叙述 了一 种 方 法

,

用 它 可 以 把 运 算放 大 器 的 交 直 流 放 大 系数 彼 此 分 开
,

其直流部

分 被 反 向 反 馈至 愉 入 端

用 此 法 可 以 使 随 动 电 压 保 持 在 很 低水 平




交 流 电压 积 分 器 和 电

于 补 偿 电 流 互 成器 是 这 种 线 路 应 用 的 例 子

通 常 交 流 放 大 器能 很 好 地 用 运 算 放 大 器 来

实现



但 随 着 交 流 放大 系 数


交的
,

提高


,






杯万



时 则甲 和刃 各
,

直流放大 系数

也 跟 着提 高


而使放大器 的

为 钧 气 因此

失 调 电压 补 偿不 够 理 想
电压 差

,

失 调 电压

分 两步 相 移所 带来 的 优 点 是 使得 每 一 级 的 失 调 电琢 易于 补 偿
用一步积分获得


理 解 为 介 于 运 算 放 大 器 两 输入 端 的

,

缺 点 是 元件 的变 化 对


在 这 个 电 压 下 输 出 电压 趋 于 零
,




的 幅值 和 相 位 都 有 影 响


然而 若 象 图
,

那样




,

图 为 积 分 器 的 原 理 电路 图 譬 如 用 它 米 作

相移 时

,

其 相 移 误 差 却挤


为 正 弦 交 流 电压 的



移相




,






,

本 上 依 赖 于 所 用 积 分 电容 器 的 损耗 因 数



幅值 比 只 与 交 流 放 大 系 数



日 注

七一

愁一

‘ — 一侣



积 分器 的原理

则 输 出 电压 为
,





浪亡



“‘




交流 电压 分 成 两 步 积 分

电 压 传输 比 的 频 率 特 性 可 按 下 式 计 算




一 旦鱼 ‘ 、

, 一 下 拌 门














,

则交流放 大 系



数为



积 分器

积 分 器 的 等 效 电路








, 么

移 相 放 大 器 和 失酒 补 偿 放 人 。 器 的一 个 共 同特 点是 应具 有 最 小 的 相 位 失真 这 只 ’ 直 杯 大器 才 能达 到 由 于 直 翔放大 器含 有有 害 的直 流 掀 出 分 式放
,

即正 弦 波

但 这样 连 接 的 运 算放 大 器 其 直 流 放 大 系 数
直 等于 开 环 放 大 系 数



因此
,

,

甚至 非 常

小 的 失 调 电 压 已 经 引起 不 希 望 有 的 很 大 的直 流

输 出 电压




也可 以 象 图

那样

采 用两 步 实 现

。 今 移相〔 〕

爱 常 常不 得 不 在末级 使用 电容 器 隔 直 甚 至 转 而 使 用 交 流 放 大器 因而 带 来 较 大 的 相 位 失 真 和 使 系 统 易 于 自 激 这 种 自激 虽 可用 深 负反 饮 抑 制 但 常 引起 工 作频 段 增 益 受 损 木 文 提 出在 直 翩 放 大 推 愉 出设 皿 沉通滤 波器 和 登 分放 大器 的 方 法 将 翰 出 的交 直 流 分 级 分 开 并 将 直 流 分 退全 部 负 反 伯 , 至 物 入 端 从而 获得 了 一 种 不 含直 流 愉 出分 盆 的 直 藕 放 大 译 者 器 使上 述 间题得 以 完满解 决 有 很 大 实 用 方 义
, ,

,


,



,

,

,









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以上 的工 作 频 率 范 围

,

引 起 的传 输 误 差 和 相 位
‘ ,



一澎

刁, ‘ “

误 差 不 大于

呱和

所 以近 似 有

,







这时

,

如图

所示


,

籍助 于 差 动 放 大器






出差 值

所以


,

,

的输 出
,

只包含



的直 流 分 量 也 许 的直 流 分
,

,

附加一个 由
量 由
交 直 流 电 压 放 大 系数 分 开 调 节 的
,

的失 调 促 成 的


来 的反 馈 在


同相 输入 端 作用 一 个


很 强 的对

直 流 分 量 的负 反 馈 因 此 把 这 个 电
,

交 流 电 压 积 分器


压 分 量 降 到 可 以 忽 略 的小 数值 量 的 影 响 由于 放 大 倍 数很 小


中 直 流分
也可


,





但 实 际 运 算 放 大 器 受 失 调 电压


及失调

以 保 持 小到 可 以 忽 略

的程 度
,


电流


扰动影 响

,

所 以 希 望 获 得 直 流 放 大 系数
文 能 彼此 分 开 调 节 的线
,

除 失 调 电流 和 失 调 电 压 影 响 之 外 分 电 容 器 的 损耗 因 数 温度系数


还 有积

和 交 流 放大 系 数 对 于 实 际放 大 器
,

放大 器 的 同





虽 然通 常通 过 简单线 路


相 抑 制 以及 放 大 支 路 的 不 对称 等都 是 引 起 误 差

措 施 可 以 使 失 调 电压 和 失 调 电 流 降到 可 以 忽 略
的数 值 以 下

的可 能 来 源
由于 这可 由
和并联到
,



但 由于 温 度 影 响
。、


供 电电压 变 化
〔 〕


的 偶 然 性 传输 误 差
图 的 附 加 电路


,

引起

,



。 ,

及 元 件老 化


,

使 得 这 些 扰 动 还 是 起 作用

可 变 电阻



所 示 为 带有
,

千 扰 源 的积 分 器





上的



来纠正


的 传输 误 输出


等效 电路


对于 这 种 情 况 有



,



的 输 出 电压


只 应 含有

的直









杀护







二 一

一涪

,

、 乓笋 、




流分 量



实际 上

,




中有


的一个 很 小 的 的 同相




交 流 分 量 没 有 阻止 住 分 量 反 向地 出 现 于 输入 端 使 的误 差
,


分 出来 的 这 一 交 流

假设 关 系充 电




保 持不 变


那 么 电容
,

以 线性



,

并且 送 至





时开 始充 电

所以 调 节




从它 应 有 的数 值偏离 这 个 数 值


电压 经 时 间

。嚣

之 后 达 到 最大 值

。〔 〕

理 想 积 分 器 的 电压 传输 比 要 考 虑 到 积 分 器

?

所以

的 直 流 分 量要 限 制 在
,






,





以下



所 述 的这 种方 法不 仅 用 于 积 分 器
放 大器趋 于饱 和
,

而且 也

在 这 个 时 间 以后

该 线路 不
,

适用 于 一 个 带 有 直 流 反 馈 的 高放 大 系 数 交 流 放
大器


再起 作 用 则
,



因此

,

为 积 分 时 间上 限


要想




是 这 种放 大 器 应 用 于 电子 补 偿 式 电

,


获 得 不 间 断 作用
和 直 流 电压 分 开

,

必 须 有 一 个 直 流 负反 馈



流 互 感 器 的例 子 〔

交 流信号 将 产 生 显 著变 化


为此把交流

当 原 绕 组 中流 过 电 流

放大器
下转

通过副
页右栏

这 可 以用 一 个 相 应 于 图
〕“ 〕 〔


绕组

化状态


作用 一 个 电流

,

使铁 心 接 近 于 无 磁

‘ 中 框起 来 的交 流 电压 放 大 器 米 实 现 〔

放 大 器 所 需 的输入

个 线 路 配 置 了 一 个 有 源 高通 滤 泼 器 率为
一 一 几

,

其下 限频


,


,

?



比 如 当选择
,



,





,







,





对于



单鼓 心 电子 补 偿 式 电流 互 成 器





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移 去 空 气 电 容 把 电流 互 感 器 和 输
,

丝 的互 换



利 用反债响应 速度 加 快


,

这 些 都使

入 端相连

,

即可 进 行 损 耗 测 量



得 有 可 能 制成 一 台用 于正 弦 或 非 正 弦 电 压 和 电 流 波 形 测 里 的 快 速仪 器

热 电 偶 的加 热 丝 被 充
,

分保 护 不致烧毁 数是


电 压 变换 器 的 相 位 误 差 校 正
,



在不 降 低 准 确 度 的条 件 下

容 许 被 测功 率线 路 的 电压 或 电流 波 形 的 波 峰 因


此 瓦 特 表 主 要 由在 电源 频 率
,



赫范

,

电 表 的 最大 灵 敏 度 在 满 功 率 时 是

分 辨 率优 于
,

二 在






赫范 围

系 统误 差 小于

在 降低 准 确 度 条 件 下

,





瓦 特 表 能在 整 个 音频 范 围内使 用

雍 武 安译 自 《 一
,

基 于 差 动 多 元 热 电 偶原 理 的 作 交 直 流 功

率 转换 的 差 热式 瓦 特 表 具 有 很 小 的 平 方 特性偏

,



,

,

因此 不 需 要 精 确 的辅 助 平 衡




交流和直流 裸 城 校

信 号在热 电 偶 上 的 叠 加

交 直 流通 道和 加 热

上接 从



上接 一





公 式 中得 出 和


,

要 减小 非

电 压 由绕 组


获得


,

这个 电 压 是 与 铁 芯 内 放 大器 的交 流 放 大 系 数
,

线性变换 必 须 增大

残余磁通成正 比的

。 口
,

如上 述 线 路 所 指 示 的

,

负载 上



,

愈大

,

铁 心 内残余磁 通 就 愈 小


互 感器 的

被变换 的频率在
。口 。


,

变化

负载 在



温度

误 差 也愈小
系数
,

变化时



,

电路 附 加 误 差 《

为 了 在 互 感器 小误 差 时获 得 较 高交 流 放 大
以 保 持 放大 器








℃范 围 内

温度误 差每


℃不 超 过

输 出 端 尽 可 能 低 的失 调


最 大 输 出 电流 为


所 容 许 的被
。一

电压 的


,

采 用 这 种 分 开 的直 流 负 反 馈 也 是 合 适
当用 小 铁 心 和 铁 心 通 量 小 于 时
,

变 换 频 率 的 变 化 倍数 是
范围内








该 测 量 变 换 器可 以 用 在 频 率 为

感 器 误 差 可 以做 到 将很 大
,







不 用这 种 分 开 的直 流 负 反 馈 时

,

失 调 电压
,










且有 一 直 流 电 流 作用 于 副绕 组 之 上
。 。

使铁 心 严 重 偏 磁化

由于 导 磁 率不 可 控制 的 变
,



及 以


,

,

造 成 互 感 器误 差 不 稳
通 过 应 用 所述 线路

“日



使 交 流 电 测 技 术 中经


丫 助





刀只 涯 选

,






常 需 要 的 类 似 成 品 电子 部 件 有 了 实 现 的 可 能



,



龙泽敬 译 自




,

参 考 文献
王 中元 译 自 〔 〕 德





, ,



郑 武伟





,

弓 一

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