CN201054141Y

CN201054141Y - 加法器

Info

Publication number: CN201054141Y
Application number: CNU2007201547868U
Authority: CN
Inventors: 杨晓奇
Original assignee: ZHONGKEHUA NUCLEAR POWER TECHNOLOGY INSTITUTE Co Ltd BEIJING BRANCH
Current assignee: ZHONGKEHUA NUCLEAR POWER TECHNOLOGY INSTITUTE Co Ltd BEIJING BRANCH
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2017-05-17

Abstract

本实用新型提供了一种加法器，包括：一个及一个以上的信号输入电路，用于将输入的信号转换为特定范围的信号输出给输出电路；输出电路，用于接收信号输入电路的输出信号，进行加减操作输出。使用本实用新型，可实现进行加、减和求平均值运算，进而产生控制信号以完成控制功能。

Description

加法器

技术领域

本实用新型涉及电控制技术领域，尤其是指一种加法器。

背景技术

在反应堆保护系统中，在信号处理时经常需要进行加、减和求平均值运算，例如计算反应堆冷却剂平均温度，进而产生保护信号而确保系统安全。又如在控制系统中，在信号处理时经常需要进行加、减和求平均值运算，进而产生控制信号以完成控制功能。因此，就需要一种设备来实现上述的运算功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种加法器装置，以实现进行加、减和求平均值运算，进而产生控制信号以完成控制功能。

本实用新型提供的加法器，包括：

一个及一个以上的信号输入电路，用于将输入的信号转换为特定范围的信号输出给输出电路；

输出电路，用于接收信号输入电路的输出信号，进行加减操作输出。

其中，所述信号输入电路包括：输入电路和扩展输入电路。

其中，所述输入电路包括：放大器，其正向输入端用于接收输入信号；连接在放大器反向输入端和输出端用于放大增益的回路；连接在放大器输出端和所述输入电路输出端的用于调节放大增益的电位器。

其中，所述扩展输入电路包括：依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻形成的电阻匹配桥；输出端在所述第一电阻和第二电阻之间，或在所述第二电阻和第三电阻之间。

其中，所述输出电路包括：放大器，其正向输入端和反向输入端分别用于连接信号输入电路的输出信号；连接在放大器反向输入端和输出端用于放大增益的回路。

其中，进一步包括：连接在输出电路放大器的输出端和反向输入端的限幅电路，用于限制输出信号在一定范围内。

其中，所述限幅电路包括：第一放大器，其反向输入端用于连接输出电路放大器的输出端，输出端串联二极管用于连接输出电路放大器的反向输入端，正向输入端用于接入限幅门限电压；第二放大器，其反向输入端用于连接输出电路放大器的输出端，输出端串联反向二极管用于连接输出电路放大器的反向输入端，正向输入端用于接入限幅门限电压。

其中，进一步包括：偏置和校准源电路，用于提供偏置电压信号和校准电压信号给输出电路。

其中，所述偏置和校准源电路包括：放大器，其正向输入端连接稳定输入信号；连接在放大器输出端和正向输入端及反向输入端的包含可调电阻的回路，从所述回路中引出偏置电压和校准电压。

由上可以看出，本实用新型提供的加法器装置，可以实现对信号进行加、减和求平均值运算处理，进而产生控制信号以完成控制功能。

附图说明

图1是本实用新型加法器原理图；

图2是输入电路图；

图3是输出电路图；

图4是扩展输入电路图；

图5是偏置电路和校准源电路图；

图6是限幅电路图；

图7是正电源电路图；

图8是负电源电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1示出了本实用新型加法器的原理图，所述加法器包括：信号输入电路、偏置和校准源电路、输出电路、限幅电路。信号输入电路包括输入电路和扩展输入电路。

如图1所示，输入电路包括三个输入信号E1、E2和E3，其中，E1同向、E2和E3同向或反向，同向或反向由加法器上的开关选择；偏置电压单元包括偏置信号，其方向是可调的，由专用线路板上的跨接线来设置。

如图1所示，输入信号E1、E2和E3经由匹配放大器A1、A2和A3送入加法放大器A4。根据加法器的开关状态(同相或反相)，使输入信号E1、E2和E3间有不同的加减关系，A4产生不同的输出信号，其值有以下几种可能性：

E1+E2+E3

或E1-E2-E3

或E1+E2-E3

或E1-E2+E3。

同相扩充输入信号与E1信号相加。同相偏置信号与输入信号E1相加，反相则相减。对于输入信号E1、E2和E3，以及偏置信号，在经过A4运算放大器后，增益为1或10。另一方面，对于扩展信号，在经过一个0.1或1的匹配器后，在输出端仍可重建，且增益为1。

下面，参见附图对本实用新型进一步详细说明。

如图2示出了输入电路的电路图。对每个输入信号E1、E2和E3来说，输入电路都是完全相同的。图中所示的放大器组成了电压跟随器，其增益固定为1。输出增益通过电位器P6连续可调，并且根据子卡上跳线焊接位置(A点或B点)的不同可以有两种比率范围。

当跳线在A点时，增益为G1＝R2/(RI+R2)，此增益可通过电位器P6滑动调节，范围是0.1至1。当跳线在B点时，增益为G2＝R2/(RI+R2)*R64/(R63+R64)，此增益可通过电位器P6滑动调节，范围是0.01至0.1。

开关Cm4用于切换各种输入信号，包括校准信号。电阻R4和电容C4构成了一个输入信号滤波器。其中，电阻R14-R15和电容C9-C28并不是输入电路的元件，它们配合管理监测模块对工作中的输入电路模块起校验监测作用。电位器P1用于消除放大器的电压失调。

如图3示出输出电路的电路图。本实用新型加法器的增益是1还是10，是由端接R72的跳线位置决定。所述跳线焊接在子卡上。因为过压可能损坏输出，稳压二极管D13-D14和电阻R52对放大器A4进行过压保护。电位器P5用于消除放大器的电压失调。电阻R53-R54和电容C25-C26-C28一起配合管理监测模块用于校验监测输出电路。实际上，加法器的增益为1.1或11，而不是1或10。这是因为当输入电路增益被调到最大(也就是1)时，由于增益调节电位器存在“死区”，所以送入加法器的信号要低于原始输入信号。结果导致输入增益小于1，相应的，加法器增益大于1。总之，输入/输出比值是通过调节输入增益调节电位器而被调节的。

图4示出了扩展输入电路的电路图。如图所示，扩展输入信号在加法器输出端被重建，且增益为1。由于加法器增益为1.1或11，扩展输入信号必须经过一个由匹配桥R74至R76组成的系数匹配电路。

当加法器的增益为1.1时，在子卡上，扩展输入跳线应被焊接在x 0.909的位置上(位于G1)。此时输出信号为：S＝e×0.909×1.1＝e。当加法器的增益为11时，跳线应被焊接在x 0.0909的位置上(位于G10)。此时输出信号为：S＝e×0.0909×11＝e。

下面如图5示出了偏置和校准源电路的电路图。对于稳压二极管D8，加上稳定的14V电压，可为放大器A5-3的同相输入端提供偏置电压，并且在放大器的输入和输出之间保持一个实际的零偏差。电位器P4用于调节放大器输出电压到11V。这个稳定的电压经过由电阻R77-78组成的分压桥，产生出一个1V的电压，此电压用于校准加法器的输入增益。电位器P9用于产生偏置电压，此偏置电压从0至10V可变。为了从电位器P9获得一个较好的限定值，在子卡上焊有一个或几个跳线，分别位于K-L-M-N-P-0.1和1.10，它们限定了电位器电平的变化。根据跳线的不同位置，调节电位器P9产生的电压变化的理论值，如下表1所示。

表1

图6是限幅电路图。图中加法器A4的输出信号被限幅电路所限制。当输出信号在加到放大器A5-1的高门限电压和加到放大器A5-2的低门限电压之间时，放大器A5-1的同相输入相对于它的反相输入来说为负，它的输出也就为负，因而二极管D10截止。放大器A5-2的同相输入相对于它的反相输入来说为正，它的输出也就为正，因而二极管D9也相应截止。限幅器不起作用。

当输出信号趋向超过高门限电压，放大器A5-1的同相输入相对于它的反相输入来说为正，它的输出也就为正，因而二极管D10导通。所以一个正信号加到放大器A4的反相输入端，从而使输出信号趋于减小，达到限幅作用。

当输出信号趋向低于低门限电压，放大器A5-2的同相输入相对于它的反相输入来说为负，它的输出也就为负，因而二极管D9导通。所以有一个负信号加到放大器A4的反相输入端，从而使输出信号趋于增大。

双掷开关Cm3用于设置输出信号到+1+5V或是到-6+11V的限幅门限。稳压二极管D11-D12和电阻R46对放大器A5-1和A5-2的输入进行过压保护，过压可能损坏加法器的输出。

本实用新型还提供了电源电路，为本实用新型的加法器进行供电，如下：

图7是正电源电路图。图中示出稳压二极管D4加上恒流二极管D15作为三极管Q1的基极偏置。三极管的发射极产生出稳定的+14V电压。稳压二极管D3和电阻R20对此电路进行过压保护，过压可能损坏28V通用电源。电容C14和电阻R20对电源电流进行滤波。二极管D2用于保护此电路以防止当连接到通用电源时产生极性反转。

图8是负电源电路图。负电源电路由一个多谐振荡器控制，对于此振荡器，加以稳定的正电源+14V。电路A6-1到A6-4是与非门逻辑电路。最先的两个与非门和电阻R23、电容C16一起构成了多谐振荡器。另外两个并联的与非门，使多谐振荡器的电流加倍。电路A6-3和A6-4的输出信号都是方波信号，其逻辑值在0、1间交替，其频率是时间常数R23-C16的函数。

当输出信号为0时，三极管Q2截止。三极管Q3和Q4的基极电位成为+14V的负载电位。Q4截止，Q3导通，所以通过二极管D5，电容C19成为具有明显极性的负载。与此同时，二极管D6截止。

当输出信号为1时，三极管Q2导通。三极管Q3和Q4的基极电位接近于0。Q3截止，Q4导通。因此电容C19的正极为0电位。二极管D5截止，电容C 19通过二极管D6成为C20的负载。因此，相对于0电位而言，一个负电压出现在电容C20的管脚上。

通过这个负电压，稳压二极管D7和电阻R32，作为三极管Q5的基极偏置。三极管Q5的发射极产生出稳定的-9V电压。

电感线圈L1，接正电源的电容C18和电容C15，组成了滤波器，用于抑制对多谐振荡器的干扰频率反馈。这种频率是正电源和通用电源中干扰电压的频率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种加法器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的加法器，其特征在于，所述信号输入电路包括：

输入电路和扩展输入电路。

3.根据权利要求2所述的加法器，其特征在于，所述输入电路包括：

放大器，其正向输入端用于接收输入信号；

连接在放大器反向输入端和输出端用于放大增益的回路；

连接在放大器输出端和所述输入电路输出端的用于调节放大增益的电位器。

4.根据权利要求2所述的加法器，其特征在于，所述扩展输入电路包括：

依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻形成的电阻匹配桥；

输出端在所述第一电阻和第二电阻之间，或在所述第二电阻和第三电阻之间。

5.根据权利要求1所述的加法器，其特征在于，所述输出电路包括：

放大器，其正向输入端和反向输入端分别用于连接信号输入电路的输出信号；

连接在放大器反向输入端和输出端用于放大增益的回路。

6.根据权利要求5所述的加法器，其特征在于，进一步包括：

连接在输出电路放大器的输出端和反向输入端的限幅电路，用于限制输出信号在一定范围内。

7.根据权利要求6所述的加法器，其特征在于，所述限幅电路包括：

第一放大器，其反向输入端用于连接输出电路放大器的输出端，输出端串联二极管用于连接输出电路放大器的反向输入端，正向输入端用于接入限幅门限电压；

第二放大器，其反向输入端用于连接输出电路放大器的输出端，输出端串联反向二极管用于连接输出电路放大器的反向输入端，正向输入端用于接入限幅门限电压。

8.根据权利要求1所述的加法器，其特征在于，进一步包括：

偏置和校准源电路，用于提供偏置电压信号和校准电压信号给输出电路。

9.根据权利要求8所述的加法器，其特征在于，所述偏置和校准源电路包括：

放大器，其正向输入端连接稳定输入信号；

连接在放大器输出端和正向输入端及反向输入端的包含可调电阻的回路，从所述回路中引出偏置电压和校准电压。