CS268707B1 - Zapojeni pro obnovu stejnosměrná složky etřidevého signálu - Google Patents

Abstract

Zapojeni ee používá pro oblast měřici techniky a průmyslové automatizace. Podstata zapojeni spočívá v tom, že výstup snímače fyzikální veličiny Ja spojen a invertujícím vstupem operačního zesilovače, jehož výstup Je připojen přee omezovači odpor a diodu v nepropustném směru na pomocný kondenzátor. Ten je přes druhý zpětnovazební odpor připojen k lnvertujiclmu vetupu operačního zesilovače. Oe-li paralelně k omezovaclntu odporu připojen kličovaci trenzietor, zvětěl oo velikost omezovaciho odporu a operační zesilovač není trvale zatížen. U zapojení ee předpokládá střídavý periodický eignál, který vždy ze danou periodu Klese na nulu nebo na předem definovanou hodnoto. Například u lineárních obrazových a fotoelektrických snímačů, kde ee měří periodicky poloha a u tenzometrických enimečů, kde ae periodicky mění výetup o zadanou hodnoto.

Description

Vynález řeáí zapojení pro obnovu stejnosměrné složky střídavého signálu pro oblast aěřicl techniky e průmyslové automatizace.

U řady snímačů fyzikálních veličin, například lineárních obrazových snímačů, fotoelektronických snímačů polohy a impulsně napájených tenzometrických snímečů, je ne výstupu střídový signál, který je superponován ne základní stejnosměrné napětí· Velikost tohoto střídového signálu odpovídá měřené fyzikální veličině.

Pro měření polohy, rozměru e podobně ee využívá pouze střídavé aložka, stejnosměrnou složku je zepotřebl vykompenzovat pomocným stejnosměrným napětí»· U stávajících zařízení se kompenzace stejnosměrné složky provádí převážně dvěma způsoby· U prvního se na invertující vstup operačního zesilovače přivádí signál ze snlmeče fyzikální veličiny, tj-» Střídavý signál superponovaný na stejnosměrnou složku· Na neinvertujlcí vstup se přivádí pomocné kompenzační napětí, které avou velikosti odpovídá stejnosměrné složce signálu ze snímače* Tímto způsobem je kompenzováno stejnosměrná složko vstupního signálu s operační zesilovač zesílí pouze střídový signál odpovídající měřené veličině· Nevýhodou tohoto způaobu je, že stejnosměrná složko no výstupu animeče je teplotně závislá e teplotní změna může být i větěí, než je změna odpovídající změně měřené veličiny· Z tohoto důvodu je zapotřebí provádět teplotní kompenzaci snímače, která je složité a v některých případech, například u lineárních obrazových snímačů typu CCO, nerealizovatelná. Druhou možností je oddělení střídavého signálu pomocí kondenzátoru· Nevýhodou zepojení tohoto typu je závislost stejnosměrné složky, objevující se ne výstupu operačního zesilovače, ne časovém průběhu signálu· Vzhledem k tomu, že se průběh výstupu mění, není možné přesné vyhodnocování··

Výěe uvedené nevýhody odstraňuje zapojeni pro obnovu stejnosměrné složky střídového signálu podle vynálezu, jehož podstato spočívá v tom, že výstup operačního zesilovače je připojen přes omezovači odpor a diodu, zapojenou v nepropustném směru, jednak na uzemněný pomocný kondenzátor, překlenutý vybíjecím odporem, a jednak přes druhý zpětnovazební odpor k invertujícímu vstupu operačního zesilovače. K tomuto invertujícímu vstupu operačního zesilovače je současně přes první zpětnovazební odpor připojen výstup operačního zesilovače.

U navrhoveného zapojení se předpokládá střídavý periodický signál, který vždy za stanovenou periodu klesá ne nulu nebo na předem definovenou hodnotu. Například aignél z lineárních obrazových nebo fotoelektrických snímačů, kde se měří periodicky poleha a signál u tenzometrických snímačů, kde se periodicky mění výstup o zadanou hodnotu.

Na přiloženém výkresu je na obr. 1 znázorněno konkrétní schéma zapojení pro obnovu stejnosměrné složky střídového signálu podle vynálezu a na obr. 2 jsou znázorněny průběhy výstupních napětí pro různé úrovně vstupního signálu zapojení podle vynálezu.

Výstup snímače S fyzikální veličiny je přes oddělovscí odpor R2 o oddělovecí kondenzátor C2 připojen na invertující vstup operačního zesilovače A· Výstup operačního zesilovače A je připojen přes omezovači odpor R1 a diodu D, zapojenou v nepropustném směru, jednak na uzemněný pomocný kondenzátor Cl. překlenutý vybíjecím odporem R5, jednak přea druhý zpětnovazební odpor R4 k invertujícímu vstupu operačního zesilovače A, k němuž je eoučeaně přes první zpětnovazební odpor R3 připojen výstup operačního zesilovače A·· . ·

Ne obr· 2 jsou průběhy výstupního napětí pro různé úrovně vstupního signálu· Z výkresu je zřejmé, jek dochází k obnovení úrovně stejnosměrné složky.

Výstupní napětí u snímače S fyzikální veličiny se přivádí přes oddělovací odpor R2 a oddělovací kondenzátor C2 ne invertující vstup operačního zesilovače A. První zpětnovazební odpor R3 určuje svou velikosti zesílení operačního zesiloveče A, mezi jehož výstup a invertující vstup je připojen Pomocný kondenzátor Cl, zapojený přes diodu O e omezovači odpor R1 na výstup operačního zesilovače A, se nabíjí a napětí na něm záviaí na průbáhu vstupního zesilovacího signálu· Toto napětí ee přes druhý zpětnovazební od

CS 268 707 Bl por R4 přivádí na invertující vstup operačního zesilovače A. Zpětná vazba z pomocného kondenzátoru Cl udržuje konetantni stejnosměrnou složku no výstupu zesllovsSe A· V navažujíclm komparátoru K ae vyhodnocuje výetupni napětí ze zeeilovače A· Porovnávací napětí UR ee nastavuje pomoci potenciomstru PÍ a přivádí as přes druhý vatupnl odpor R7 na neinvertující vstup komparátoru Κ» Výstup 200 komparátoru K je zapojsn na navazující elektronické obvody· Paralelně k omezovecímu odporu R1 může být připojen klíčovecí tranzistor TI. který je otevírán pomocnými impuley, přiváděnými na vatup 100 tohoto tranzlatoru TI v periodě T··

V zapojeni je použit bípolérní tranzistor MOS·. Výhodou použití tranzistoru je rychlé nebiti pomocného kondenzátoru Cl. e tím může být zvětšené velikost omezovecího odporu R1-. Pomocné Impulsy pro otevírání kličovacího trenzlstoru TI jsou přiváděny vždy při poklesu napětí U_A na výstupu operačního zesilovače A·· V případě, že není použit klíčovaci tranzistor Τ1Γ jo velikost omszovecího odporu R1 melá a operační zeeilovač A je trvale zatížen.

Claims (2)

1. l·· Zapojeni pro obnovu stejnosměrné složky střídavého signálu, sestávajíc! ze sníaeče fyzikální veličiny spojeného přes oddélovací odpor s oddělovači kondenzátor s invertuj ícím vstupem operečního zesilovače e uzemněným neinvertujícim vstupem, výstup opsrsčniho zesilovače je spojen přes první vstupní odpor s invertujícím vstupem komparátoru, jehož neinvertujicí vstup je přes nastavovací potenciomstr připojen ne vstup porovnávacího referenčního napětí, vyznačené tím, že výstup opsrsčniho zesilovače /A/ je připojen přes omezovači odpor /Rl/ s diodu /□/, zapojenou v nepropust. ' ném směru, jednak na uzemněný pomocný kondenzátor /Cl/, překlenutý vybíjecím odporem /R5/, jednak přes druhý zpětnovazební odpor /R4/ k invertujícímu vstupu operačního zesilovače /A/, k němuž je současně přes první zpětnovazební odpor /R3/ připojen výstup operačního zesilovače /A/·»
2. 2·. Zapojení pro obnovu stejnosměrné složky střídavého signálu podle bodu 1, vyznačené tím, že paralelně k omezovacímu odporu /Rl/ je připojen klíčovací tranzistor /Tl/.