PL103179B1 - Uklad przerzutnika trojpolozeniowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad przerzutnika trójpolozeniowego majacy zastosowanie w automatyce przemyslowej, zwlaszcza w trójstawnych czlonach sterujacych.

Stan techniki. Znane i powszechnie stosowane sa uklady przerzutników trójpolozeniowych zbudowanych na scalonych, operacyjnych wzmacniaczach i ukladach diodowych oraz uklady oparte na tranzystorach.

Uklady tranzystorowe stanowia z reguly modyfikacje ukladu przerzutnika Schmitta i moga byc zrealizowane na tranzystorach tego samego typu n.p.n. lub p.n.p. albo przeciwstawnych.

Przykladem ukladu na scalonych wzmacniaczach jest uklad przerzutnika trójpolozeniowego z histereza opisany w ksiazce Medrzycki J. Technika analogowa i hybrydowa, WNT, Warszawa, 1974. Uklad ten jest zaopatrzony w trzy wzmacniacze, z których dwa pracuja jako przerzutniki dwupolozeniowe bez histerezy, a pozostaly jako sumator. Przerzutniki dwupolozeniowe sa zrealizowane na wzmacniaczu z wykorzystaniem sprzezen oporowo-diodowych wprowadzanych na wejscie odwracajace. Wyjscia tych przerzutników sa podlaczone do wejsc wzmacniacza sumujacego, który umozliwia jednoczesnie realizowanie dodatniego sprzezenia zwrotnego, a wiec uzyskanie charakterystyki z histereza.

Znany jest równiez z polskiego patentu nr 53758 uklad tranzystorowy przerzutnika trójpolozeniowego bazujacy na dwóch przerzutnikach Schmitta, z których jeden pracuje na tranzystorach p.n.p. a drugi na tranzystorach n.p.n. Wejscia obu przerzutników Schmitta sa polaczone równolegle, natomiast ich wyjscia sa dolaczone do wspólnego rezystora sumujacego za pomoca dwóch rezystorów.

Istota wynalazku. W ukladzie przerzutnika wedlug wynalazku wyjscie dwustronnego, szeregowego ogranicznika, jest polaczone z wejsciem nieodwracajacym scalonego operacyjnego wzmacniacza, zas wejscie odwracajace poprzez równolegle i przeciwsobnie polaczone dwie diody prostownicze jest polaczone z zerem zasilania, przy czym poprzez rezystor ujemnego sprzezenia zwrotnego dalej jest polaczone z wyjsciem wspomnianego wzmacniacza, z kolei zas wyjscie tego wzmacniacza jest polaczone z koncem potencjometru, jego zas poczatek poprzez rezystor z zerem zasilania, natomiast suwak tego potencjometru poprzez dwa rezystory dodatniego sprzezenia zwrotnego jest odpowiednio polaczony z wezlami ogranicznika, .którego dwa punkty sa polaczone z napieciami ujemnym i dodatnim zasilajacymi scalony operacyjny wzmacniacz.-? 103 179 W odniesieniu do znanego stanu techniki zastosowanie w ukladzie wedlug wynalazku jednego scalonego, operacyjnego wzmacniacza i stosownych do tego sprzezen oporowo-diodowych z wykorzystaniem wejsc odwracajacego i nieodwracajacego tego wzmacniacza, ma te zalety, ze uklad posiada duza stabilnosc strefy nieczulosci ihisterezy oraz zapewnia duza powtarzalnosc tych parametrów dla róznych egzemplarzy przerzutników, co jest istotne zwlaszcza w procesie produkcyjnym.

Dodatkowa i cenna zalete stanowi prosta konstrukcja ukladu zapewniajaca uzyskanie charakterystyki trójpolozeniowej z histereza.

Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ideowy schemat ukladu, a fig. 2 — charakterystyke statyczna ukladu.

Przyklad realizacji wynalazku. Uklad wedlug wynalazku zawiera dwustronny, szeregowy blok ogranicznika 1, zaopatrzony na wejsciu w dwa polaczone ze soba rezystory Rl i R2. Drugi koniec rezystora Rl jest polaczony z katoda prostowniczej diody Dl i z polaryzujacym rezystorem R3, zas dr igi koniec drugiego rezystora R2 jest polaczony z anoda nastepnej diody D2 oraz z drugim polaryzujacym rezystorem R4. Anoda diody Dl i katoda D2 sa polaczone przez rezystor R5 z zerem zasilania oraz z wejsciem nieodwracajacym scalonego, operacyjnego wzmacniacza 2.

Wejscie odwracajace poprzez równolegle i przeciwsobnie polaczone diody D3 i D4 jest polaczone z zerem zasilania oraz poprzez rezystor ujemnego sprzezenia zwrotnego R6 z wyjsciem scalonego wzmacniacza 2. Wyjscie tego wzmacniacza jest polaczone z koncem potencjometru P, którego poczatek poprzez rezystor R7 jest polaczony z zerem zasilania.

Suwak potencjometru P poprzez rezystory dodatniego sprzezenia zwrotnego R8 i R9 jest polaczony z wezlem A i B dwustronnego, szeregowego ogranicznika 1, którego punkty C i D sa polaczone z napieciami +U i —U zasilajacymi scalony, operacyjny wzmacniacz 2.

Dzialanie ukladu. Wyjscie przerzutnika stanowi dwustronny, dwupolozeniowy ogranicznik 1 zrealizowany na rezystorach Rl, R2 i R5 oraz diodach Dl i D2 spolaryzowanych zaporowo poprzez rezystory R3 i R4 ze zródel zasilania +U i —U scalonego wzmacniacza 2.

Przy zerowym sygnale wejsciowym prostownicze diody Dl i D2 nie przewodza, zatem na wejscie nieodwracajace wzmacniacza 2 nie jest podawany sygnal sterujacy, a poniewaz wzmacniacz ten jest objety silnym ujemnym sprzezeniem zwrotnym poprzez rezystor R6 i diody D3 i D4, to na jego wyjsciu jest sygnal zero, Jezeli napieciowy sygnal wejsciowy przerzutnika osiagnie wartosc dodatnia Ul, przy której zacznie przewodzic dioda D2 lub osiagnie wartosc ujemna U2, przy której zacznie przewodzic dioda Dl, to wtedy na wejscie nieodwracajace wzmacniacza 2 jest podawany sygnal sterujacy. Wzrostowi sygnalu sterujacego podawanemu na wejscie nieodwracajace wzmacniacza 2 odpowiada wzrost wzmocnienia w petli ujemnego sprzezenia zwrotnego wzmacniacza (zmiana opornosci diody D3 lub D4) i pojawienie sie napiecia na wyjsciu tego wzmacniacza. Czesc napiecia wyjsciowego wzmacniacza 2 zdejmowana z suwaka potencjometru P poprzez rezystory R8 i R9 dodatniego sprzezenia zwrotnego jest podawana do wezlów A i B bloku ogranicznika 1 wprowadzajac mocniej w przewodzenie diode D2 lub Dl (zaleznie od biegunowosci sygnalu wejsciowego przerzutnika) a tym samym dalszy wzrost sygnalu sterujacego na wejsciu nieodwracajacym wzmacniacza 2 i w efekcie przerzut, po którym na wyjsci.i wzmacniacza 2 pojawia sie napiecie jego nasycenia.

Wartosc napiec Ul, U2 okreslaja strefe nieczulosci przerzutnika (fig. 2).

Powrót do stanu zerowego przerzutnika nastepuje przy zmniejszeniu wejsciowego napiecia dodatniego do wartosci U3 lub zwiekszeniu napiecia ujemnego do wartosci U4 (fig. 2), przy czym wartosc napiecia U3 lub U4 przy której na wyjsciu wzmacniacza 2 pojawi sie sygnal zero jest zalezna od wielkosci napiecia dodatniego sprzezenia zwrotnego zdejmowanego z suwaka potencjometru P i okresla strefe histerezy przerzutnika.

' U2 U4 \Ó 7/3 LIWG Fig, z

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad przerzutnika trójpolozeniowego oparty na scalonym wzmacniaczu operacyjnym, zbudowany z dwustronnego szeregowego ogranicznika, zaopatrzonego na wejsciu w dwa polaczone ze soba rezystory, z których drugi koniec jednego rezystora jest polaczony z katoda prostowniczej diody i polaryzujacym rezystorem, zas drugi koniec drugiego rezystorajest polaczony z anoda drugiej prostowniczej diody i nastepnym polaryzujacym rezystorem, a anoda pierwszej i katoda drugiej prostowniczej diody poprzez rezystor sa polaczone z zerem zasilania, znamienny tym, ze wyjscie dwustronnego, szeregowego ogranicznika (1) jest polaczone z wejsciem nieodwracajacym scalonego, operacyjnego wzmacniacza (2), którego wejscie odwracajace poprzez równolegle i przeciwsobnie polaczone diody (D3 i D4) jest polaczone z zerem zasilania, zas poprzez rezystor (R6) ujemnego sprzezenia zwrotnego dalej jest polaczone z wyjsciem wspomnianego wzmacniacza (2), podczas gdy wyjscie tego wzmacniacza jest polaczone z koncem potencjometru (P), a jego poczatek poprzez rezystor103 179 3 (R7) z zerem zasilania, zas suwak potencjometru (P) poprzez rezystory (R"> ? R9) dodatniego sprzezenia zwrotnego jest odpowiednio polaczony z wezlami (A i B) ogranicznika (I), którego dwa punkty (C i D> s*. polaczone z napieciami (+U i -U) zasilajacymi scalony, operacyjny wzmacniacz (2). R8 g^H^ffl wy I*