CS250161B1 - Zapojení řízeného gyrátoru - Google Patents

Abstract

Řešeni se týká zapojeni řízeného gyrátoru. Podstatou zapojení je, že je tvořeno prvním sumačním zesilovačem, spojeným svým prvním vstupem s prvním vývodem druhého řídícího dvojpólu a s první vstupní svorkou, svým druhým vstupem a druhým vývodem druhého řídícího dvojpolu a s výstupem druhého sumačního zesilovače a svým výstupem a druhým vstupem druhého sumačního zesilovače e s druhým vývodem prvního řídícího dvojpólu, jehož první vývod je spojen s druhou vstupní svorkou a s prvním vstupem druhého sumačního zesilovače. Zapojení je s výhodou možno využít při syntéze aktivních filtrů RC, zejména přeladitelných a adaptivních, v měřicí a řídicí technice a obecně v celé slaboproudé elektrotechnice.

Description

Vynález se týká zapojení řízeného gyrétoru. Dosud známá zapojení gyrátorů jsou založena na realizaci admitanční nebo impedanční matice gyrétoru, to jest jako protisměrně zapojená dva zdroje proudu řízené napětím nebo dva zdroje napětí řízené proudem. Jednotlivá zapojení se od sebe liěí podle toho, jak jsou tyto řízené zdroje realizovány a jek se nastavují jejich přenosová vodivosti nebo odpory.

Nevýhody současného stavu spočívají jednak v poněkud omezených možnostech nezávislého nestavení parametrů gyrétoru, to jest gyračních konstant a činitele jakosti, jednak v tom, že známá zapojení neumožňují přímo odebírat signál úměrný součtu či rozdílu napětí na obou vstupech gyrátorů, což omezuje jeho univerzálnější využití při jednotlivých aplikacích.

Uvedené nevýhody současného stavu do značné míry odstraňuje zapojení řízeného gyrátoru podle vynálezu, jehož podstatou je, že je tvořeno prvním sumačním zesilovačem, spojeným svým prvním vstupem s prvním vývodem druhého řídícího dvojpólu a s první vstupní svorkou, svým druhým vstupem s druhým vývodem druhého řídícího dvojpólu a s výstupem druhého sumačního zesilovače a svým výstupem s druhým vstupem druhého sumačního zesilovače a s druhým vývodem prvního řídícího dvojpólu, jehož první vývod je spojen s druhou vstupní svorkou a s prvním vstupem druhého sumačního zesilovače.

Výhodné je, jestliže první sumační zesilovač je tvořen kaskádním spojením třetího sumačního zesilovače e invertoru, přičemž třetí sumační zesilovač je shodný s druhým sumečním zesilovačem.

Výhodná rovněž je, jestliže druhý sumační zesilovač je vytvořen diferenčním zesilovačem, jehož invertující vstup je spojen přes první rezistor s invertujícím vstupem druhého sumačního zesilovače e přes druhý rezistor s výstupem diferenčního zesilovače a invertor je vytvořen diferenčním zesilovačem, jehož invertující vstup je spojen přes třetí rezistor s invertujícím vstupem invertoru e přes čtvrtý rezistor s výstupem diferenčního zesilovače.

Výhody zapojení řízeného gyrétoru podle vynálezu spočívají zejména v jeho jednoduchosti, ve snadné realizovatelnosti, v možnosti nezávislého nastaveni parametrů, jeko jsou gyračnl konstanty a činitel jakosti a konečně i v možnosti odebírat součet i rozdíl vstupního a výstupního napětí na nízkých impedančních úrovních.

Vynález bude blíže popsán podle přiložených výkresů, kde ne obr. 1 je znázorněno schéma základního zapojení řízeného gyrétoru podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněno jiná příkladná provedení řízeného gyrátorů se dvěma shodnými sumačními zesilovači a na obr. 3 je znázorněna delěí varianta příkladného provedení z obr. 2.

Na obr. 1 je znázorněno obecné zapojení řízenáfto gyrátorů podle vynálezu. Řízený gyrátor je tvořen prvním sumačním zesilovačem J_, který je spojen svým prvním vstupem s prvním vývodem druhého řídícího dvojpólu X a a druhou svorkou 2, svým druhým vstupem s druhým vývodem druhého řídícího dvojpólu 2 a s výstupem druhého sumačního zesilovače £ a svým výstupem s druhým vstupem druhého sumačního zesilovače £ a s druhým vývodem prvního řídícího dvojpólu 2» jehož první vývod je spojen s první vstupní svorkou 6 a s prvním vstupem druhého sumačního zesilovače.

Ne obr. 2 je znázorněno Jiné příkladné provedení řízeného gyrétoru podle vynálezu se dvžma shodnými sumačními zesilovači. První sumační zesilovač J. je zde tvořen kaskádním spojením třetího sumačního zesilovače X a invertoru 8, kde vstup třetího sumačního zesilovače X jsou shodná se vstupy prvního sumačního zesilovače J. a výstup invertoru 8 je shodný s výstupem prvního sumačního zesilovače £. Třetí sumační zesilovač X je v tomto zapojení shodný s druhým sumačním zesilovačem £.

Na obr. 3 je znázorněna dalěí varianta příkladného provedení řízeného gyrátoru podle vynálezu z obr. 2. Zde jsou druhý sumační zesilovač £ a třetí sumační zesilovač X zapojeny shodně s použitím shodného diferenčního zesilovače £ ⁸ shodných prvních rezistorů £0 a druhých rezistorů JJ,.

Druhý sumační zesilovač £ je vytvořen diferenčním zesilovačem £, spojeným svým invertujícím vstupem přes první rezistor 10 s druhým vstupem druhého sumačního zesilovače £ a přes druhý rezistor 11 se svým výstupem, svým neinvertujícím vstupem s prvním vstupem druhého sumačního zesilovače £ a svým výstupem s výstupem druhého sumačního zesilovače £.

Třetí sumační zesilovač X je vytvořen diferenčním zesilovečem £, spojeným svým invertujícím vstupem přes první rezistor?10 s druhým vstupem třetího sumačního zesilovače X a přes druhý rezistor 11 se svým výstupem, svým neinvertujícím vstupem s prvním vstupem třetího sumačního zesilovače X a svým výstupem s výstupem třetího sumačního zesilovače χ.

Invertor 8 je tvořen diferenčním zesilovačem £, jehož invertující vstup je spojen přes třetí rezistor 12 se vstupem Invertoru 8 a přes čtvrtý rezistor 13 se svým výstupem, jehož neinvertující vstup je uzemněn a jehož výstup je shodný s výstupem invertoru 8.

V činnosti řízeného gyrótoru podle vynálezu se k druhé vstupní svorce £ a první vstupní svorce 6. připojí zdroje signálu a proudy procházejí prvním a druhým řídícím dvojpólem £ a 2 a výstupními branami prvního a druhého sumačního zesilovače JL a £.

Úbytek napětí na prvním řídícím dvojpolu £ ⁸⁸ zesílí druhým sumačním zesilovečem £ napěťovými přenosy +2 a -1, zatímco úbytek napětí na druhém řídícím dvojpolu 2 se zesílí prvním sumačním zesilovačem £ s napěťovými přenosy -2 a +1. Výsledkem je, že vstupní napětí zapojení je přímo úměrné pouze výstupnímu proudu, a to s konstantou úměrnosti rovnou záporné hodnotě impedance druhého řídícího dvojpolu 2,, to jest ^U1 = - ^Zo2 · ^X2 , kde Uj je napětí na první vstupní svorce 6,, ig je proud procházející druhou vstupní svorkou £ a Z_q2 je impedance druhého řídícího dvojpolu 2. Výstupní napětí zapojeni je pak přímo úměrné pouze vstupnímu proudu s konstantou úměrnosti rovnou impedanci prvního řídícího dvojpolu £, to jest kde Ug je napětí na druhé vstupní svorce £, i^ je proud procházející první vstupní svorkou 6. a Z_Qy je Impedance prvního řídícího dvojpolu £. Přitom výstupní napětí prvního sumačního zesilovače £ se rovná rozdílu vstupního a výstupního napětí, to jest ^uí ^{= U}1 ^u2 ’ zatímco výstupní napětí druhého sumačního zesilovače £ je dáno součtem těchto napětí, to jest

Ug = u, + Ug ,

Je-li první sumační zesilovač £ realizován kaskádním spojením třetího sumačního zesilovače 7, shodného s druhým sumačním zesilovačem £, a invertoru 8, je možné docílit vysokých vstupních odporů obou sumačních zesilovačů na jejich prvních vstupech s přenosy +2, takže tyto vstupní odpory nemohou nepříznivě ovlivnit správnou funkci řízeného gyrátoru. Navíc lze na výstupu třetího sumačního zesilovače X odebírat napětí rovnající se rozdílu výstupního a vstupního napětí gyrétoru, to jest “i = Ug - u, = - u,' .

První i druhý aumační zesilovač 1 a £ i invertor 8 mohou být příkladné realizovány pomocí diferenčního zesilovače s vysokým stejnosměrným zesílením, například operačního zesilovače, a dvou rezistorrů, jak je zřejmé z třetího příkladného provedení zapojení podle vynálezu, znázorněného na obr. 3.

Konstanty gyrátoru jsou dány přímo impedancemi ^Zo1 ^{a Z}o2 prvního a druhého řídícího dvojpólu £ e Je přitom možné nastavit i kmitočtově závislé impedance a realizovat tak na příklad reaktační gyrétor.

činitel jakosti gyrátoru lze nastavit například pomocí zisku invertoru 8, to Jest změnou odporu čtvrtého rezistoru 13. Nízkoimpedančních výstupů součtového a rozdílového signálu je pak možné využít například k realizaci několika přenosových funkcí v jediném zapojení aktivního filtru RC s gyrátorem.

Vynález je s výhodou možné využít při syntéze aktivních filtrů RC, zejména přeladitelných a adaptivních, v měřicí a řídicí technice a obecně vveelé slaboproudé elektrotechnice.

Claims (3)

P 6 ED II Ž T VYNÁLEZU

1. Zapojení řízeného gyrátoru vyznačující se tím, že je tvořeno prvním sumačním zesilovačem (1), spojeným svým prvním vstupem s prvním vývodem druhého řídícího dvojpólu (2) a s první vstupní svorkou (3), svým druhým vstupem s druhým vývodem druhého řídícího dvojpólu (2) a a výstupem druhého sumačního.zesilovače (4) a svým výstupem s druhým vstupem druhého sumačního zesilovače (4) a s druhým vývodem prvního řídícího dvojpólu (5), jehož první vývod je spojen s druhou vstupní svorkou (6) es prvním vstupem druhého sumačního zesilovače (4)..

2. Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že první sumační zesilovač (1) je tvořen kaskádním spojením třetího sumačního zesilovače (7) e invertoru (8), přičemž třetí sumační zesilovač (7) je shodný s druhým sumačním zesilovačem (4).

3. Zapojení podle bodu 2, vyznačující se tím, že druhý sumační zesilovač (4) je vytvořen diferenčním zesilovačem (9), jehož invertující vstup je spojen přes první rezistor (10) s invertujícim vstupem do druhého sumačního zesilovače (4) e přes druhý rezistor (11) s výstupem diferenčního zesilovače (9) a invertor (8) je vytvořen diferenčním zesilovačem (9), jehož invertující vetup je spojen přes třetí rezietor (12) e invertuj íclm vstupem invertoru (8) a přea čtvrtý rezlstor (13) s výstupem diferenčního zesilovače (9)·