PL95086B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest diodowy wzmacnia- czowy uklad limitera napieciowych sygnalów ana¬ logowych nalezacy do» dziedziny techniki maszyn analogowych oraz analogowych urzadzen automa¬ tyki przemyslowej.

' Znane uklady limiterów sygnalów napieciowych, to limitery diodowe szeregowe i bocznikowe, limi¬ tery z diodami Zenera oraz limitery sprezeniowe z ukladem diodowym w obwodzie sprzezenia zwrot¬ nego wzmacniacza operacyjnego. Wszystkie te u- klady korzystaja bezposrednio z nieliniowych cha¬ rakterystyk diod prostowniczych germanowych i krzemowych znacznie odbiegajacych od charaktery¬ styki diody idealnej.

Znany jest takze uklad precyzyjnego limitera o ukladzie wzmacniacza operacyjnego z dioda sze¬ regowa na wyjsciu wzmacniacza. Struktura funk¬ cjonalna tego limitera charakteryziuje sie tym, ze miedzy wejsciem limitera a wejsciem inwersyjnym wzmacniacza polaczony jest rezystor, przy czym wejscie inwersyjne wzmacniacza polaczone jest po¬ przez diode z wyjsciem wzmacniacza, które po¬ przez druga diode polaczone jest z wyjsciem li¬ mitera. Limiter ten realizuje bardzo dokladna cha¬ rakterystyke dwuodcinkowa, jednak jest to tylko charakterystyka o poziomie ograniczenia równym zero. Uklad ten nie zapewnia latwej mozliwosci uzyskania charakterystyk o nastawnych pozio¬ mach ograniczania dolnego i górnego.

Sa znane inne analogowe uklady nieliniowe za- 26 2 wierajace wzmacniacze i diody, np. uklad pomiaru wartosci szczytowej z pamiecia, zawierajacy kon¬ densator oraz wzmacniacz, którego wejscie inwer¬ syjne polaczone jest poprzez diode z jego wyj¬ sciem, przy czym wejscie nieinwersyjne wzmac¬ niacza polaczone jest ze zródlem napiecia odnie¬ sienia. Uklady te realizuja charakterystyki limi¬ terów znacznie odbiegajace od charakterystyk ide¬ alnych lub tez sluza do innych celów, jak prosto¬ wanie sygnalów przemiennych, pamietanie wartos¬ ci szczytowej itd.

Celem wynalazku jest zbudowanie ukladu limi¬ tera, który wykorzystujac wspólczesne wzmacnia¬ cze scalone realizuje charakterystyki ó pomijal- nych bledach, zblizone do charakterystyk idealnych z ograniczeniem dolnym, z ograniczeniem górnym lub z obydwoma ograniczeniami.

Cel wynalazku zostal ^osiagniety przez odpowied¬ nie dolaczenie do dokladnego rezystancyjnego dziel¬ nika napiecia: wzmacniacza róznicowego, diody o- raz zródla napiecia ograniczenia, przy czym in¬ wersyjne wejscie tego wzmacniacza przylaczone zostalo do posredniego punktu dzielnika napiecia, a wyjscie wzmacniacza polaczone zostalo z sze¬ regowa dioda z posrednim punktem dzielnika, na¬ tomiast do wejscia nieinwersyjnego wzmacniacza zostalo przylaczone zródlo napiecia ograniczenia.

Przy realizacji charakterystyki z ograniczeniem górnym wejscie inwersyjne wzmacniacza róznico¬ wego jest przylaczone do punktu posredniego dziel- 95 0863 nika napiecia, wejscie nieinwersyjne do zródla na¬ piecia ograniczenia, a wyjscie wzmacniacza pola¬ czone jest z katoda diody, ktcrej anoda polaczona jest z punktem posrednim dzielnika napiecia.

Uklad limitera o charakterystyce z ograniczeniem dolnym zawiera wzmacniacz róznicowy o wejsciu inwersyjnym przylaczonym do punktu posredniego dzielnika, a wejscie nieinwersyjne wzmacniacza przylaczone jest do zródla napiecia ograniczenia dolnego, przy czym wyjscie wzmacniacza polaczo¬ ne jesit z anoda diody, ktcrej katoda laczy sie z punktem posrednim dzielnika.

Uklad limitera o charakterystyce z ograniczeniem dolnym i górnym zawiera dwa wzmacniacze róz¬ nicowe z szeregowymi diodami przylaczonymi do posredniego punktu dzielnika, przy czym katoda jednej diody polaczona jest do wyjscia wzmacnia¬ cza formujacego ograniczenie górne, a anoda dru¬ giej diody polaczona jest do wyjscia wzmacniacza formujacego ograniczenie dolne. Wejscia inwer- syjne wzmacniaczy przylaczone sa do posredniego punktu dzielnika, a wejscia nieinwersyjne do zró¬ del napiecia ograniczenia górnego i dolnego. lUklad limitera wedlug wynalazku dzieki odpo¬ wiedniemu wlaczeniu zródel napiecia ograniczenia oraz wlaczeniu diod na wyjsciu wzmacniacza o duzym wzmocnieniu, praktycznie ograniczyl blad odtworzenia charakterystyki idealnej do poziomu ulamka 'miliwolta, zapewniajac duza dokladnosc przetworzenia sygnalu.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na ry¬ sunku w przykladach wykonania. Fig. 1 przedsta¬ wia uklad limitera z ograniczeniem górnym. Fig. 2 przedstawia uklad limitera z ograniczeniem dol¬ nym, a fig. 3 — uklad limitera z ograniczeniem dolnym i górnym.

Na fig. 1 pokazano uklad limitera z ogranicze¬ niem górnym skladajacy sie z rezystancyjnego dzielnika napiecia 1, 2, wzmacniacza 3, diody 4 o- raz zródla napiecia ograniczenia górnego 5. Kato¬ da diody polaczona jest z wyjsciem wzmacniacza, a jej anoda przylaczona jest do posredniego punk¬ tu dzielnika napiecia. Wejscie inwersyjne wzmac¬ niacza przylaczone jest do posredniego punktu dzielnika napiecia, a wejscie nieinwersyjne wzmac¬ niacza polaczone jest do zródla napiecia ograni¬ czenia 5.

Na fig. 2 pokazano uklad limitera z ogranicze¬ niem dolnym. W ukladzie tym anoda diody po¬ laczona jest z wyjsciem wzmacniacza, a jej kato¬ da polaczona jest do posredniego punktu dzielni¬ ka napiecia.

'Na fig. 3 pokazano uklad limitera z ogranicze¬ niem górnym i dolnym. Zawiera on jeden dzielnik napiecia ioraz dwa polaczone ze soba uklady wzmacniaczowo diodowe do realizacji ograniczenia górnego (fig. 1) i dolnego (fig. 2). 4 Dzialanie ukladu Jimitera z ograniczeniem gór¬ nym jest nastepujace: w przypadku ^dy napiecie wyjsciowe dzielnika jest mniejsze od napiecia wy¬ znaczajacego poziom ograniczenia, wzmacniacz wy- sterowuje diode wstecznie, kttra praktycznie od¬ cina wzmacniacz od punktu posredniego dzielni¬ ka i napiecie wyjsciowe jest dzielone dokladnie w stosunku rezystancji dzielnika. Przy napieciu wyj¬ sciowym dzielnika nieco wyzszym od napiecia po¬ lo ziomu ograniczenia, wzmacniacz pracuje jako wtór¬ nik i wyznacza stale napiecie wyjsciowe równe napieciu ograniczenia.

W limiterze z ograniczeniem dolnym, wedlug fig. 2, gdy napiecie wyjsciowe jest nieco nizsze od napiecia wyznaczajacego poziom ograniczenia dol¬ nego, to wzmacniacz polaryzuje diode w kSjerunku przewodzenia i pracuje jako wtórnik wytwarzajac stale napiecie na wyjsciu dzielnika praktycznie równe napieciu ograniczenia. Przy napieciu wyj- sciowym wyzszym od napiecia wyznaczonego po¬ ziomem ograniczenia dolnego, wzmacniacz polary¬ zuje diode wstecznie, która praktycznie odcina wzmacniacz od punktu posredniego dzielnika na¬ piecia i napiecie wyjsciowe-jest dzielone doklad- nie w stosunku rezystancji dzielnika. Dzialanie li¬ mitera z ograniczeniem górnym i dolnym wynika z funkcji dwu ukladów wzmacniaczowo-diodowych, z których jeden formuje ograniczenie górne, a dru¬ gi ograniczenie dolne charakterystyki sygnalu wyj- sciowego w funkcji sygnalu wejsciowego.

Limitery stosowane sa w urzadzeniach automa¬ tyki analogowej do ograniczenia poziomów sygna¬ lów wartosci zadanej lub sygnalu wyjsciowego re¬ gulatorów do poziomu dopuszczalnego dla danego procesu sterowanego. Moga byc równiez wykorzy¬ stywane do modelowania prostych statycznych cha¬ rakterystyk nieliniowych.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe 40

1. Diodowo-wzmacniaczowy uklad limitera napie¬ ciowych sygnalów analogowych, zawierajacy re- zystancyjny dzielnik napiecia wlaczony pomiedzy wejscie i wyjscie, wzmacniacz o' wejsciu inwersyj¬ nym polaczonym przez diode z wyjsciem wzmac¬ niacza, którego wejscie nieinwersyjne polaczone jest ze zródlem napiecia ograniczenia, znamienny tym, ze wyjscie wzmacniacza polaczone jest po¬ przez diode z punktem posrednim rezystancyjnego dzielnika napiecia, przy czym do tego punktu moze 50 byc laczona anoda lub katoda diody.

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do punktu posredniego dzielnika napiecia (1, 2) dolaczone sa jednoczesnie: anoda diody (4) pola¬ czonej z wyjsciem pierwszego wzmacniacza (3) o- 55 raz katoda diody (7) polaczonej z wyjsciem dru¬ giego wzmacniacza (6).95 086 M) D L/fcry 1 Fi9.1 1 czy (t> D > L/^y X %2 ^y ^ 'O' © D: l Fiq.3