CS237675B1

CS237675B1 - Power amplifier connection for powering the Bpstein instrument with DC working point stabilization

Info

Publication number: CS237675B1
Application number: CS210683A
Authority: CS
Inventors: Michal Mikulec
Original assignee: Michal Mikulec
Priority date: 1983-03-28
Filing date: 1983-03-28
Publication date: 1985-09-17

Abstract

Podstata vynálezu spočívá v tom, že primární vinutí (4) Bpsteinova přístroje í5) je připojeno přes oddělovací kondenzátor (6) mezi výstupy prvního výkonového zesilovače (1) a druhého·výkonového zesilovače (2) připojených ke společnému zdroji (9) budicího napětí a sekundární vinutí (5) Bpsteinova přístroje (3) je jedním koncem uzemněno a druhým připojeno, společně s výstupy stejnosměrného zesilovače (7) a generátoru (9) budicího napětí do sčítacího členu (8) jehož výstup je spojen s inverujícím vstupem druhého výkonového zesilovače (2), přičemž vstupy stejnosměrného zesilovače (7) jsou připojeny paralelně k oddělovacímu kondenzátoru (6) a ke svorce (10) reierenčního napětí.The essence of the invention lies in the fact that the primary winding (4) of the Bpstein device (5) is connected via a decoupling capacitor (6) between the outputs of the first power amplifier (1) and the second power amplifier (2) connected to a common source (9) of the excitation voltage, and the secondary winding (5) of the Bpstein device (3) is grounded at one end and connected at the other, together with the outputs of the DC amplifier (7) and the excitation voltage generator (9) to an adder (8) whose output is connected to the inverting input of the second power amplifier (2), while the inputs of the DC amplifier (7) are connected in parallel to the decoupling capacitor (6) and to the reference voltage terminal (10).

Description

Vynález se týká zapojení výkonového zesilovače pí o napájení Epsteinova přístroje se stabilizací stejnosměrného pracovního bodu s definovaným časovým průběhem magnetické indukce ve vzorku.The invention relates to a power amplifier Pi for powering an Epstein apparatus with a DC operating point stabilization with a defined magnetic induction time course in a sample.

V obvyklých případech se pro dosažení požadovaného průběhu magnetické indukce ve vzorku, tj. pro kompenzování úbytků napětí na odporu a rozptylové indukčnosti primárního vinutí Epsteinova přístroje, používá bučí zapojení výkonového zesilovače buzeného rozdílem napětí zdroje a napětí indukovaného v sekundárním vinutí Epsteinova přístroje, nebo můstkového zapojení dvou výkonových zesilovačů, z nichž jeden dodává pouze polovinu budicího napětí a druhý zesilovač dodává druhou polovinu budicího napětí a zároveň napětí potřebné pro kompenzaci úbytků napětí na odporu a rozptylové indukčnosti primárního vinutí Epsteinova přístroje. Druhý zesilovač je buzen rozdílem na pěti z výstupu prvního zesilpvače a napětí indukovaného v sekundárním vinutí.Typically, either a power amplifier excited by the difference of the source voltage and the voltage induced in the secondary winding of the Epstein instrument, or a bridge circuit, is used to achieve the desired magnetic induction in the sample, i.e. to compensate for voltage drop across the resistor and dissipative inductance of the primary winding of the Epstein instrument. two power amplifiers, one of which supplies only half the excitation voltage and the other amplifier delivers the other half of the excitation voltage, while providing the voltage needed to compensate for the voltage drop across the resistor and the leakage inductance of the primary winding of the Epstein instrument. The second amplifier is driven by the difference of five of the output of the first amplifier and the voltage induced in the secondary winding.

Nevýhodou prvního uvedeného zapojení je jednak to, že zesilovač musí být navržen na celkový zdánlivý výkon dodávaný do vzorku, a dále, že vzhledem k přítomnosti nelineárních indukčností obvodu, je značně omezeno dosažení většího zesílení zpětnovazební smyčky s ohledem na stabilitu celého obvodu, takže přesnost dosažení předepsaného průběhu magnetické indukce ve vzorku je omezena.The disadvantage of the first circuit is that the amplifier must be designed for the total apparent power supplied to the sample and that, because of the presence of non-linear inductances in the circuit, it is greatly reduced to achieve greater gain of the feedback loop with respect to the stability of the circuit. the prescribed course of magnetic induction in the sample is limited.

Druhé uvedené zapojení snižuje potíže se stabilitou zpětnovazební smyčky a umožňuje zvýšení přesnosti dosažení předepsaného průběhu magnetické indukce ve vzorku. Nevýhodou tohoto zapojení je to, že druhý zesilovač je buzen z výstupu prvníhoThe latter circuit reduces the stability problems of the feedback loop and allows the accuracy of the magnetic wave induction in the sample to be increased. The disadvantage of this circuit is that the second amplifier is driven from the output of the first

- 3 237 67S zesilovače, jehož výstupní napětí je vlivem zátěže zkresleno oproti budicímu napětí.- 3 237 67S amplifiers, whose output voltage is distorted by the load compared to the excitation voltage.

Nevýhodou obou zapojení je nestabilita stejnosměrného pracovního bodu zesilovačů vlivem teplotního driftu.The disadvantage of both circuits is the instability of the DC operating point of the amplifiers due to the temperature drift.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení výkonového zesilovače pro napájení Epsteinova přístroje podle vynálezu, obsahující dva odděleně buzené výkonové zesilovače, tvořící můstkové zapojení, a stabilizátor stejnosměrného pracovního bodu. Jeho podstata spočívá v tom, že primární vinutí Epsteinova přístroje je připojeno přes oddělovací kondenzátor mezi výstupy prvního výkonového zesilovače a druhého zesilovače.These disadvantages are overcome by the connection of a power amplifier for supplying the Epstein apparatus according to the invention, comprising two separately excited power amplifiers forming a bridge connection and a DC operating point stabilizer. It is based on the fact that the primary winding of the Epstein instrument is connected via a decoupling capacitor between the outputs of the first power amplifier and the second amplifier.

Sekundární vinutí Epsteinova přístroje je prvním koncem uzeměno a druhým koncem připojeno k prvnímu vstupu sčítacího členu. Druhý vstup sčítacího členu je připojen k výstupu generátoru budicího napětí a třetí vstup je připojen k výstupu stejnosměrného zesilovače. Dva vstupy stejnosměrného zesilovače jsou připojeny paralelně k oddělovacímu kondenzátoru a jeho třetí vstup je připojen ke svorce referenčního napětí. První výkonový zesilovač má neinvertující vstup uzeměn a invertující vstup připojen k výstupu generátoru budicího napětí a druhý výkonový zesilovač má neinvertující vstup připojen k výstupu generátoru budicího napětí a invertující vstup k výstupu součtového členu.The secondary winding of the Epstein apparatus is grounded at the first end and connected to the first input of the adder by the second end. The second input of the adder is connected to the output of the excitation voltage generator and the third input is connected to the output of the DC amplifier. The two DC amplifier inputs are connected in parallel to the decoupling capacitor and its third input is connected to the reference voltage terminal. The first power amplifier has a non-inverting input grounded and inverting input connected to the output of the excitation voltage generator and the second power amplifier has a non-inverting input connected to the output of the excitation voltage generator and inverting input to the output of the summation member.

Výhodou zapojení podle vynálezu je to, že umožňuje díky můstkovému zapojení zesilovačů dosažení potřebného výstupního napětí s ohledem na rozměry vzorku, přičemž buzení obou zesilovačů je ze stejného zdroje, takže vstupní napětí druhého zesilovače není zkresleno prvním zesilovačem, jak tomu je u dosud používaných zapojení. Dále je v tomto zapojení provedena automatická stabilizace stejnosměrného pracovního bodu, což umožňuje zvýšit zesílení v otevřené smyčce a zlepšit účinnost kompenzace oproti původnímu zapojení.The advantage of the circuitry according to the invention is that it makes it possible to achieve the required output voltage with respect to the sample size by bridging the amplifiers, while the excitation of both amplifiers is from the same source, so that the input voltage of the second amplifier is not distorted by the first amplifier. Furthermore, in this circuit, an automatic stabilization of the DC operating point is carried out, which makes it possible to increase the gain in the open loop and improve the compensation efficiency over the original circuit.

237 675237 675

- 4 Příklad zapojení podle vynálezu je uveden na připojeném výkrese. Primární vinutí 4 Epsteinova přístroje 3 je připojeno přes oddělovací kondenzátoř 6 mezi výstupy prvního výkonového zesilovače 1 a druhého výkonového zesilovače 2, a sekundární vinutí 5 Epsteinova přístroje 3 je prvním koncem uzeměno a druhým koncem připojeno k prvnímu vstupu sčítacího členu 8, jehož druhý vstup je připojen k výstupu generátoru 9 budicího napětí a třetí vstup je připojen k výstupu stejnosměrného zesilovače 7, jehož první a druhý vstup jsou připojeny paralelně k oddělovacímu kondenzátoru 6 a třetí vstup je připojen ke svorce 10 referenčního napětí, přičemž první výkonový zesilovač 1 má neinvertující vstup uzeměn a invertující vstup připojen k výstupu generátoru budicího napětí, a druhý výkonový zesilovač 2 má neinvertující vstup připojen k výstupu generátoru 9 budicího napětí a invertující vstup k výstupu součtového členu 8.An example of a wiring according to the invention is shown in the attached drawing. The primary winding 4 of the Epstein apparatus 3 is connected via a decoupling capacitor 6 between the outputs of the first power amplifier 1 and the second power amplifier 2, and the secondary winding 5 of the Epstein apparatus 3 is grounded at the first end and connected to the first input of the adder 8. connected to the output of the excitation voltage generator 9 and the third input is connected to the output of a DC amplifier 7, the first and second inputs of which are connected in parallel to the decoupling capacitor 6 and the third input is connected to the reference voltage terminal 10; and an inverting input coupled to the output of the excitation voltage generator, and the second power amplifier 2 has a non-inverting input coupled to the output of the excitation voltage generator 9 and an inverting input to the output of the summation member 8.

Střídavé napětí indukované v sekundárním vinutí 5 Epsteinova přístroje 2 J^{e v} součtovém členu 8 porovnáváno s napětím z generátoru 9 budícího napětí. Při vhodné polaritě obou napětí vzniká v součtovém členu 8 regulační odchylka úměrná úbytku napětí na odporu a rozptylové indukčnosti primárního vinutí Epsteinova přístroje 3. První a druhý výkonový zesilovač 1 a 2 jsou buzeny v protifázi z generátoru 2 budicího napětí a druhý výkonový zesilovač 2 je navíc pribuzovén regulační odchylkou ze součtového členu 8. Stejnosměrný zesilovač 2 snímá napětí z oddělovacího kondenzátoru 6 a porovnává jej s referenčním napětím ze svorky 10. Toto rozdílové napětí je rovněž přivedeno do sčítacího členu 8. Tato druhá regulační smyčka udržuje konstantní stejnosměrné napětí na kondenzátoru 6 a tím i stejnosměrný pracovní bod druhého výkonového zesilovače 2, který jinak vlivem velkého zesílení vykazuje velký teplotní drift.The alternating voltage induced in the secondary winding 5 of the Epstein apparatus ^{2J in the} summation member 8 is compared with the voltage from the excitation voltage generator 9. With the appropriate polarity of the two voltages, a control deviation proportional to the voltage drop across the resistor and the dissipation inductance of the primary winding of the Epstein apparatus 3 arises in the summation member 8. The first and second power amplifiers 1 and 2 The DC amplifier 2 senses the voltage from the decoupling capacitor 6 and compares it with the reference voltage from terminal 10. This differential voltage is also applied to the addition element 8. This second control loop maintains a constant DC voltage on the capacitor 6 and hence the DC operating point of the second power amplifier 2, which otherwise exhibits a large temperature drift due to the high amplification.

Zapojení podle vynálezu je určeno pro měření vlastností feromagnetických materiálů při střídavém magnetování, zejména na Epsteinově přístroji. Dále lze tohoto zapojení použít všude tam, kde je používán výkonový zesilovač s přesně definovaným průběhem výstupního napětí.The circuit according to the invention is intended to measure the properties of ferromagnetic materials under alternating magnetization, in particular on an Epstein instrument. Furthermore, this wiring can be used wherever a power amplifier with a precisely defined output voltage waveform is used.

Claims

object of the invention

237 675

Connection of a power amplifier for powering an Epstein DC stabilization device with two power amplifiers forming a jumper circuit, characterized in that the primary winding (4) of the Epstein instrument (3) is connected via a decoupling capacitor (6) between the outputs of the first power amplifier (1) and a second power amplifier (2), the secondary winding (5) of the Epstein apparatus (3) being connected to the ground terminal by a first end and connected to the first input of the adder (8) with a second end connected to the generator output (9) the third input of which is connected to the output of a DC amplifier (7), the first and second inputs of which are connected in parallel to the decoupling capacitor (6) and whose third input is connected to the reference voltage terminal (10) while the non-inverting input of the first power amplifier (1) is connected to earth The non-inverting input of the second power amplifier (2), whose inverting input is connected to the output of the summation element (8), is connected to the output of the voltage excitation generator (9).