SU1003101A1

SU1003101A1 - Relay operational amplifier

Info

Publication number: SU1003101A1
Application number: SU813314298A
Authority: SU
Inventors: Василий Геннадьевич Попов
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1983-03-07

Description

Изобретение относитс к усилительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных Мсшшнах.The invention relates to amplifier technology and can be used in analog computational masses.

Известен релейный операционный усилитель, содержащий разделительный трансформатор, усилительный блок, масштабные резисторы 3Недостатком этого устройства вл етс машый диапазон измерени величины выходного напр жени .A relay operational amplifier is known, which contains an isolation transformer, an amplifying unit, large-scale resistors. 3 The disadvantage of this device is the wide measurement range of the output voltage.

Наиболее близким к предложенному вл етс релейный операционный усилитель , содержащий операционный усилитель , разделительный трансформатор, разр дный и масштабные .резисторы, ключ .The closest to the proposed is a relay operational amplifier containing an operational amplifier, an isolation transformer, a discharge and large-scale resistors, a switch.

известный релейный операционный усилитель характеризуетс ограниченным диапазоном изменени выходного сигнала за сче значительного времени прерывани магнитопровода разделительного трансформатора в о насыщении. The known relay operational amplifier is characterized by a limited range of variation of the output signal due to a considerable interruption time of the separation transformer magnetic field at saturation.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона изменени -выходного си гнала.The aim of the invention is to expand the range of variation of the output signal.

Поставленна цель достигаетс тем, что в релейный операционный усилитель, содержащий операционныйThe goal is achieved by the fact that in a relay operational amplifier containing an operational

усилитель, между неинвертирующим входом и выходом которого включен первый масштабный резистор, разделительный трансформатор, первична обметка которого вл етс входом релейного операционного усилител , выход операционного усилител соединен с первым выводом вторичной .обмотки разделительного трансформатора, второй вы10 вод которой через второй масштабный резистор соединен с инвертирующимan amplifier, between the non-inverting input and the output of which the first large-scale resistor is connected, an isolation transformer whose primary overlap is the input of the relay operational amplifier, the output of the operational amplifier is connected to the first output of the secondary winding of the isolation transformer, the second output of which is connected to the inverting

входом операционного усилител , выinput operational amplifier you

ход которого вл етс выходом релейного операционного усилител , ко вто15 рому выводу вторичной обмотки подключен первый вывод разр дного резистора , первый вывод третьего маоитабного резистора соединен с первым выводом дополнительной вторичной the course of which is the output of the relay operational amplifier, to the second output of the secondary winding the first output of the discharge resistor is connected, the first output of the third maoitab resistor is connected to the first output of the additional secondary

20 обмотки разделительного трансформатора , ключ, введены релейный элемент с гистерезисом, преобразователь частота-напр жение и дополнительный разр дный резистор, причем первый вывод20 windings of an isolation transformer, a key, a relay element with a hysteresis, a frequency-voltage converter and an additional discharge resistor are inserted, the first output

2525

.дополнительной вторичной обмотки соединен со входом релейного элемента с гиетерезисом, выхол которого подключен ко второму выводу дополнительной вторичной обмотки и к входу The secondary secondary winding is connected to the input of a relay element with gieteresis, the exhaust of which is connected to the second terminal of the additional secondary winding and to the input

30 преобразовател частота-напр жение.30 frequency-voltage converter.

выход которого соединен с управл ющи входом ключа, второй вывод разр дного резистора.через ключ и через дополнительный разр жный резистор подключен-к шине нулевого потенциала второй вывод третьего масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала.the output of which is connected to the control input of the switch, the second output of the discharge resistor. through the switch and through an additional discharge resistor connected to the zero potential bus, the second output of the third scale resistor is connected to the zero potential bus.

На чертеже изображена функциональна схема предложенного релейного операционного усилител .The drawing shows a functional diagram of the proposed relay operational amplifier.

Схема содержит разделительный трансформатор 1, операционный уси-. литель 2, первый, второй и третий масштабные резисторы 3, 4 и 5, разр дный резистор 6, дополнительный разр дный резистор 7, первична обмотка 8, вторична обмотка 9, дополнительна вторична обмотка 10, релейный элемент с гистерезисом 11, преобразователь частота-напр жение 12, ключ 13, шина нулевого потенциала 14, входы 15, 16 и выход 17 релейного операционного усилител .The scheme contains the separation transformer 1, the operational usi-. Line 2, first, second and third scale resistors 3, 4 and 5, discharge resistor 6, additional discharge resistor 7, primary winding 8, secondary winding 9, additional secondary winding 10, relay element with hysteresis 11, frequency-voltage converter 12, key 13, zero potential bus 14, inputs 15, 16 and output 17 of the relay operational amplifier.

Релейный операпионный усилитель работает следующим образом.Relay operapyonny amplifier works as follows.

При включении выходные сигналы операционного усилител 2 и релейного элемента с гистерезисом .11 принимают значени , соответствующие уровню насыщени их статических характеристик . Под их действием по вторичной обмотке 9 и добавочной обмотке 10 протекают токи, величина которых зависит от реактивного сопротивлени обмоток и второго и третьего масштабных резисторов 4 и 5 .When turned on, the output signals of the operational amplifier 2 and the relay element with a hysteresis .11 take on values corresponding to the saturation level of their static characteristics. Under their action, currents flow through the secondary winding 9 and additional winding 10, the magnitude of which depends on the reactance of the windings and the second and third scale resistors 4 and 5.

Порог срабатывани релейного элемента с гистерезисом 11 и величина сопротивлени третьего масштабного резистора 5 выбираютс такими, чтобы частота автоколебаний в контуре, состо щем из дополнительной вторично обмотки 10, релейного элемента с гистерезисом 11 и третьего масштабного резистора 5 была намного Bfanne частоты переключений операционного усилител 2. Частота автоколебаний зависит от индуктивности дополнительной вторичной обмотки 10 и резко возрастает при насыщении магнитопр вода разделительного трансформатора 1The trigger threshold of the relay element with hysteresis 11 and the resistance value of the third scale resistor 5 are chosen so that the frequency of auto-oscillations in the circuit consisting of an additional secondary winding 10, the relay element with hysteresis 11 and the third scale resistor 5 is much Bfanne of the switching frequency of the operational amplifier 2. The frequency of self-oscillations depends on the inductance of the additional secondary winding 10 and increases dramatically with the saturation of the magnetic fluids of the isolation transformer 1

Переключение операционного усилител 2 происходит при насыщении магнитопровода и сопровождени броском тока в разр дном резисторе 6.Switching the operational amplifier 2 occurs when the magnetic core is saturated and accompanied by a surge of current in the discharge resistor 6.

При насыщении магнитопровода увеличиваетс частота автоколебаний, выходной сигнал преобразовател частота-напр жение 12 возрастает, что приводит к размыканию ключа 13. В результате возрастает величина разр дного сопротивлени . Ток же мгновенно изменитьс не может, а это приводит к броску напр жени на выходе операционного усилител 2.When the magnetic core is saturated, the frequency of self-oscillations increases, the output signal of the frequency-voltage converter 12 increases, which leads to the opening of the key 13. As a result, the magnitude of the discharge resistance increases. The current cannot instantaneously change, and this leads to a voltage surge at the output of the operational amplifier 2.

Операционный усилитель 2 переключаетс , знак напр жени на его выходе мен етс , ток во вторичной обмотке 9 уменьшаетс и,магнитопровод разделительного трансформатора 1 выходит из насыщени . Выход магнитопровода из насыщени сопровождаетс уменьшением частоты автоколебаний . В результате уменьшени сигнал на выходе преобразовател частота-напр жение 12, что приводит к замыканию ключа 13 и уменьшению падени напр жени на выходе операционного усилител 2, кроме того, резко увеличиваетс посто нна времени вторичной обмотки 9.The operational amplifier 2 switches, the voltage at its output changes, the current in the secondary winding 9 decreases, and the magnetic circuit of the isolation transformer 1 goes out of saturation. The output of the magnetic circuit from saturation is accompanied by a decrease in the frequency of self-oscillations. As a result of the decrease, the signal at the output of the frequency-voltage converter 12, which leads to the closure of the switch 13 and the decrease in the voltage drop at the output of the operational amplifier 2, in addition, the constant time of the secondary winding 9 sharply increases.

При отсутствии входного тока в первичной обмотке 8 длительности перемагничивани магнитопровода под действием положительного и о.трица.тельного напр жений равны, т. е. длительности импульсов на выходе операционного усилител 2 равны, что соответствует нулевому среднему значению . При наличии входного тока- в первичной обмотке 8 врем перемагничивани магнитопровода разделительного трансформатора 1 под действием выходного сигнала операционного усилител 2 различное, так как в один из полупериодов ток первичной обмотки 8 носит размагничивающий, а в другой полупериод-подмагничивак ций характер . В результате среднее значение импульсного выходного сигнала пропорционально -величине входного сигнала.In the absence of an input current in the primary winding 8, the duration of the magnetic reversal of the magnetic circuit under the action of positive and critical voltage is equal, i.e., the pulse duration at the output of the operational amplifier 2 is equal, which corresponds to a zero average value. If there is an input current in the primary winding 8, the time of magnetization reversal of the magnetic circuit of separation transformer 1 under the action of the output signal of the operational amplifier 2 is different, because in one of the half-periods the current of the primary winding 8 is demagnetizing, and in the other half-period-magnetisation character. As a result, the average value of the pulse output signal is proportional to the magnitude of the input signal.

По сравнению с известным устрой ством предложенный релейный операционный усилитель обладает более широким диапазоном изменени величи- ны выходного сигнала, полученным за счет ускоренного выхода м.агнитопровоДа из насыщени .In comparison with the known device, the proposed relay operational amplifier has a wider range of output signal variation, obtained due to the accelerated output of the magnetisable from the saturation.

Claims

1. USSR author's certificate No. 698004, cl. G 06 G 7/12, 1978.

2. USSR author's certificate for application 2942782 / 28-24,

CL, G 06 G 7/12, 1980 (prototype).