SU1098007A1

SU1098007A1 - Релейный операционный усилитель

Info

Publication number: SU1098007A1
Application number: SU833562014A
Authority: SU
Inventors: Леонид Игнатьевич Цытович
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1983-03-02
Publication date: 1984-06-15

Abstract

РЕЛЕЙНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно сумматор, интегратор, релейный элемент, блок потенциального разделени , другой вход сумматора вл етс входом релейного операционного усилител , делитель частоты, вход которого подключен к выходу релейного элемента, блок питани , о тличающийс тем, что, с целью повьшени точности.работы, в него , введены дополнительный интегратор , первый и второй дополнительные релейные элементы, дополнительный сумматор, соединенные последовательно пропорционально-дифференцирующий блок, блок выделени модул и элемент НЕ, выход делител частоты подключен ко входу пропорционально-дифференцирующего блока, выход блока потенциального разделени соединен со входом первого дополнительного релейного элемента, выход которого вл етс выходом релейного операционного усилител , выход элемента НЕ подключен к первому входу дополниi тельного сумматора, выход которого через дополнительный интегратор соединен со входом второго дополнительного релейного элемента, выход которого подключен ко второму входу дополнительного сумматора и ко входу блока питани , выход которого соединен с шиной питани первого дополнительного релейного элемента. о со 00 о «

Description

Изобретение относитс к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен релейный операционный усилитель, содержащий сумматор, интегратор , релейные элементы элемент равнозначность 13.

Однако известное устройство характгризуетс относительно низкой точностью работы.

Наиболее близким к предложенному i вл етс релейный операционный усилитель , содержапдай последовательно включенные источник управ кнцего сигнала, широтно-импульсный модул тор , блок потенциального разделени , фильтр, выход которого вл етс выходом усилител , триггер, вход которого соединен с выходом широтноимпульсного модул тора, а выход подключен к входу блока питани фильтра 2 .

Это устройство имеет достаточно высокую надежность и точность работы при использовании модул тора с посто нной частотой нбсуа(нх колебаний. Однако при введении в схему модул тора с частотно-широтно-импульсной модул цией точность работы устройства снижаетс , С ростом амплитуды сигнала управлени интервал дискретизации выходных импульсов модул тора увеличиваетс , что приводит к соответствующему снижению частоты импульсов на вьс4оде триггера. Это вызывает увеличение амплитуды пульсаций напр жени питани фильтра, что влечет за собой ухудшение точности работы.

Целью изобретени вл етс повышение точности работы.

Поставленна цель достигаетс тем, что релейный оОерационн1 усилитель , содержащий соединенные последовательно сумматор, интегратор, релейный элемент, блок потенщ1ального разделени , другой вход сумматора вл етс входом релейного операционного усилител , делитель частоты, вход которого подключен к выходу релейного элемента, блок питани , введены дополнительный интегратор, первый и второй дополнительные релейные элементы, дополнительный сумматор, соединенные последовательно пропорционально-дифференцирующий блок, блок выделени модул и элемент НЕ, выход делител

частоты подключен ко входу пропорционально-дифференцирующего блока, выход блока потенциального разделени соединен со входом первого дополнительного релейного элемента, выход которого вл етс выходом релейного операционного усилител , выход элемента НЕ подключен к первому входу дополнительного сумматора, выход которого через дополнительный интегратор соединен со входом второго допол . нительного релейного элемента, выход которого подключен ко второму входу дополнительного сумматора и ко входу блока питани , выход которого соединен с шиной питани первого дополнительного релейного элемента.

На чертеже изображена функциональна схема предложенного релейного операционного усилител .

Усилитель содержит сумматор t, до .полнительный сумматор 2, интегратор 3, дополнительный интегратор 4, реленый элемент 5, первый и второй дополнительные релейные элементы 6 и

7,блок потенциального разделени .

8,делитель частоты 9, пропорционально-дифференцирующий блок 10, блок вьщелеии модул 11, элемент НЕ 12, блок питани 13, вход t4 и выход 15.

Предложенный релейный операционный усилитель работает следующим образом.

Основной канал преобразовани сигнала со входа 14 состоит из сумматора 1, интегратора 3, релейного элемента 5, блока потенциального разделени 8, выполненного, например, в виде разделительного трансформатора , первого дополнительного релейного элемента 6. Релейный элемент 5 и дополнительный релейный элемент 6 имеют симметричные относительно нулевого уровн пороги переключени , а их выходной сигнал неизменен по модулю амплитуды и мен етс только по знЪку в пределах, определ емых напр жением источника питани .

Каскад, образованный сумматором 1, интегратором 3 и релейным элементом 5, представл ет собой систему, работакнчую в режиме устойчивых автоколебаний с частотно-широтно-импульсной модул цией.

При отсутствии сигнала на входе 14 выходной-сигнал релейного элемента 5 имеет форму бипол рных импульсов типа меандр со средним нулевым значением. Сигнал на выходе интегратора 3 симметричен относительно нуевого уровн , имеет форму симметричной пилы, а его амплитуда нормируетс значением порогов переключател релейного элемента 5.

Наличие сигнала на входе 14 вызывает изменение производной выходного сигнала интегратора 3. В один полупериод автоколебаний скорость изменени выходного сигнала интегратора 3 определ етс суммой напр жений на входе 14 и выходе релейного элемента 5, а в другой полупериод - разностью этих напр жений. При этом измен етс (уменьшаетс ) частота автокоебаний и скважность выходных импульсов релейного элемента 5. В результате посто нна составл юща выходного сигнала релейного элемента 5 за период автоколебаний достигает уровн , пропорционального величине сигнаа на входе 14.

Разделительный трансформатор, выполн ющий функции блока потенциального разделени 8, вл етс дифференцирующим .

В момент изменени знака импульсов на выходе релейного элемента 5 на выходе блока потенциального разелени 8 формируютс импульсы алой длительности, амплитуда котоых достаточна дл переключени первого дополнительного релейного элеента 6. В результате на выходе 15 ормируетс сигнал, который полностью овтор ет форму выходных импульсов релейного элемента 5.

Делитель частоты 9, пропорционально-дифференцирующий блок 10, блок выеление модул 11 и элемент НЕ 12 определ ют работоспособность основного канала преобразовани релейного операционного усилител .

Делитель частоты 9 преобразует выходной сигнал релейного элемента 5 в бипол рные импульсы типа меандр со средним нулевым значением, период которых в два раза превьвпает период импульсов на выходе релейного элемента 5.

Пропорционально-дифференцирукж1ий блок 10 предназначен дл передачи без искажений на вход блока выделени модул 11 переменной составл ющей выходного сигнала делител частоты 9 и подавлени его посто нной составл о ющеи.

С помощью блока выделени йодул 11 выходные импульсы пропорционально- дифференцирующего блока 10 вьтр мл ютс . В результате на выходе элемента НЕ 12 формируетс сигнал логического нул .

Каскад, образованный дополнительным сумматором 2, дополнительным интегратором 4 и вторым дополнительным релейным элементом 7, также представл ет собой систему, работающую в режиме устойчивых автоколебаний с частотно-широтно-импульсной модул цией.

Блок питани 13 формирует напр жение питани первого дополнительного релейного элемента 6. Его вход гальванически разделен по отношению к выходу второго дополнительного релейного элемента 7.

0

При работоспособном каскаде из сумматора 1, интегратора 3 и релейного элемента 5, о чем можно судить по наличию в нем режиме автоколебаний, 5 выходной сигнал элемента НЕ 12 равен нулю. В этом случае на выходе второго дополнительного релейного элемента 7 формируетс высокочастотный сигнал, имеющий форму пр моугольных бипол рных импульсов со средним значением,

О равным нулю. Выходные импульсы второго дополнительного релейного элемента 7 в блоке питани 13 выпр мл ютс и при необходимости дополнительно фильтруютс , что обеспечивает напр жение

S

питани первого дополнительного релейного элемента 6.

Предположим, что каскад из сумматора 1, интегратора 3 и релейного элемента 5 оказалс неработоспособным.

В этом случае сигнал на выходе релейного элемента 5 принимает одно из фиксированных значений, определ емых напр жением источника питани . на выходе делител частоты

5 9 также становитс фиксированным по уровню и во времени.

Это вызывает уменьшение до нул значений выходных напр жений пропорционально-дифференцирующего блока 10

0 и блока выделени модул 11, так как коэффициент передачи пропорциональнодифференцирующего блока 10 по отношению к посто нной составл ющей выходного сигнала делител частоты 9

55 бесконечно мал. В результате на выходе элемента НЕ 12 по вл етс сиг- нал с уровнем логической единицы, которьш должен превышать допустимую величину входного сигнала дополнительно сумматора 2. При этих услови х по вление сигнала логической единицы на выходе элемента НЕ 12 вызывает срыв режима автоколебаний в каскаде из дополнительных сумматора 2, интегратора 4 и релейного элемента 7, что в свою очередь приводит к уменьшению до нул выходных сигналов первого дополнительного релейного элемента 6 и блока питани 13.

Таким образом, при неработоспособности основного канала преобразовани сигнал на выходе 15 принимает нулевое значение.

В отличие от устройства-прототипа в предложенном релейном операционном усилителе частота первичного напр жени блока питани 13 не зависит от величины сигнала на входе 14. Следовательно , уровень пульсаций сигнала на выходе 15 посто нен и не зависит от изменени частоты автоколебаний каскада, образованного сумматором 1, интегратором 3, релейным элементом 5 При этом частота автоколебаний каскада , образованного дополнительными сумматором 2, интегратором 4 и вторым дополнительным релейньм элементом 7, может быть выбрана достаточно высокой.

По сравнению с устройством-прототипом предложенный релейный операционный усилитель обладает более высокой точностью работы.

Claims

РЕЛЕЙНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно сумматор, интегратор, релейный элемент, блок потенциального разделения, другой вход сумматора является входом релейного операционного усилителя, делитель частоты, вход которого подключен к выходу релейного элемента, блок питания, о тличающийся тем, что, с целью повьяпения точности, работы, в не- го. введены дополнительный интегратор, первый и второй дополнительные релейные элементы, дополнительный сумматор, соединенные последовательно пропорционально-дифференцирующий блок, блок выделения модуля и элемент НЕ, выход делителя частоты подключен ко входу пропорционально-дифференцирующего блока, выход блока потенциального разделения соединен со входом первого дополнительного релейного элемента, выход которого является выходом релейного операционного усилителя, выход элемента НЕ подключен к первому входу дополнительного сумматора, выход которого через дополнительный интегратор соединен со входом второго дополнительного релейного элемента, выход которого подключен ко второму входу дополнительного сумматора и ко входу блока питания, выход которого соединен с шиной питания первого дополнительного релейного элемента.

Sir 1098007