SU1119033A1

SU1119033A1 - Timebase operational amplifier

Info

Publication number: SU1119033A1
Application number: SU823514179A
Authority: SU
Inventors: Леонид Игнатьевич Цытович; Евгений Федорович Дубровский; Нина Николаевна Кириллова
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1982-11-24
Publication date: 1984-10-15

Abstract

РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно первьй сумматор, интегратор , второй сумматор, релейный элемент, выход которого подключен к nepBOhfy входу первого сумматора, второй вход которого вл етс входом развертывак цего операционного усилител , третий сумматор, источник питани , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности, в него введены первьй и второй одновибраторы , первый и второй ключи, причем входы первого и второго одновибраторов соединены с выходом релейного элемента, один вывод источника питани через первый ключ подключен ко второму входу второго сумматора, второй вывод источника питани через второй ключ подключен к третьему входу второго сумматора, выход первого одновибратора соединен с первым входом третьего сумматора и с управл ющим входом второго ключа, выход второго одновибратора подключен к второму входу третьего сумматора и к (Л управл ющему входу первого ключа, выход третьего сумматора соединен с входом сброса интегратора, выход релейного элемента вл етс выходом раз§ вертывающего операционного усилител . со о САЭ ОАЭDEPLOYMENT OPERATING AMPLIFIER, containing a series-connected first adder, integrator, second adder, relay element whose output is connected to the nepBOhfy input of the first adder, the second input of which is an input deploying an operational amplifier, the third adder, a power source, characterized in that in order to increase reliability, the first and second single vibrators, the first and second keys are entered into it, the inputs of the first and second single vibrators are connected to the output of the relay element, one output and The power supply through the first key is connected to the second input of the second adder, the second output of the power source through the second switch is connected to the third input of the second adder, the output of the first one-oscillator is connected to the first input of the third adder and the control input of the second key, the output of the second one-oscillator is connected to the second input the third adder and to (L control input of the first key, the output of the third adder is connected to the reset input of the integrator, the output of the relay element is the output of the rotator operation this amplifier. SAO UAE

Description

Изобретение относитс к усилительным устройствам с импульсным пре образованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Известен развертываюпщй операционный усилитель, содержащий интегратор , релейный элемент, сумматор, масштабные резисторы Cl3 Однако данное устройство характеризуетс низкой надежностью. Наиболее близким к предложенному вл етс развертывающий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно первый сумматор, основной интегратор, второй сумматор релейный элемент, третий сумматор, дополнительный интегратор, четвертый сумматор,, элементе зоной нечувствительности , выход которого вл етс выходом развертывающего операционного усилител и соединен с вторым вхо дом третьего сумматора, выход релейного элемента подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого вл етс входом развертывающего операционного усилител , соеди ненные последовательно выпр митель и перемножитель, выход которого подключен к вторым входам второго и чет вертого сумматоров, второй вход перемножител соединен с выxoдo f релейного элемента С2. Однако известный усилитель обладает низкой надежностью работы из-за отсутстви ограничени посто нной составл ющей выходного сигнала. Цель изобретенна - повышение надежности работы 3ja счет введени ограничени посто нной составл ющей выходного сигнала. Поставленна цель достигаетс тем, что в развертывапщий операционный усилитель, содерЛкащий соединенны последовательно первый сумматор, интегратор , второй сумматор, релейный элемент, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого вл етс входом развертывающего операционного усилител , третий сумматор,источник пита- НИИ, введены первый и второй одновиб раторы, первый и второй ключи, приче входы первого и второго одновибраторов соединены с выходом релейного элемента, один вывод источника питани через первый ключ подключен к второму входу второго сумматора, вто рой вывод источника питани через второй ключ подключен к третьему входу второго сунматора, выход первого одновибратора соединен с первым входом третьего сумматора и с управл ющим входом второго ключа, выход второго одновибратора подключен к второму входу третьего сумматора и к управл ющему входу первого ключа, выход третьего сумматора соединен с входом сброса интегратора, выход релейного элемента Явл етс выходом развертывающего операционного усилител . На фиг.1 изобр.ажена функгщональна схема развертывающего операционного усилител , на фиг.2 - временные диаграммы сигналов. Усилитель содержит первый сумматор 1 интегратор 2, релейный элемент 3, первый и второй однозибраторы 4 и 5, второй сумматор 6, первый и второй ключи 7 и 8, источник 9 питани , третий сумматор 10, вход 11 и выход 12. Развертывающий операционный усилитель работает следующим образом. Релейный элемент 3 имеет симметричные относительно нулевого уровн пороги переключени ± 8 (фиг.2а). Сигнал на ВЫХОДЕ 12 е изменен по модулю амплитуды и мен етс только по знаку в пределах, определ емых напр жением питани развертывающего операционного усилител . Основной канал преобразовани входного сигнала включает в себ первый сумматор 1, интегратор 2, второй сумматор 6, релейный элемент 3 и представл ет собой автоколебательную частотно-широтно-импульсную систему. Частота автоколебаний зависит от уров н сигнала на входе 11 и соотношени посто нной времени интегратора 2 и пороговых уровней 1В релейного элемента 3, При отсутствии сигнала на входе 11 напр жение на выходе интегратора 2 имеет форму симметричной пилы (фиг.2 ), так как амплитуды импульсов положительной и отрицательной пол рности на выходе релейного элемента 3 равны по модулю между собЫ1, а их среднее значение зл период автоколебаний соответствует нулевому уровню. Наличие сигнала управлени на входе 11 приводит к изменению производной выходного напр жени интегратора 2 (фиг.2,5). В случае несовпадени знаков сигналов с входа 11 и с выхода релейногоThe invention relates to amplifying devices with pulsed signal transduction and can be used in analog computers. A deployable operational amplifier containing an integrator, a relay element, an adder, and large-scale resistors Cl3 is known. However, this device is characterized by low reliability. The closest to the proposed is a deploying operational amplifier comprising a first adder connected in series, a main integrator, a second adder, a relay element, a third adder, an additional integrator, a fourth adder, a dead zone element, the output of which is a developing operational amplifier and connected to the second the input of the third adder, the output of the relay element is connected to the first input of the first adder, the second input of which is the input second operational amplifier, Cpd nennye sequentially rectifier and multiplier, whose output is connected to second inputs of the second and Odd VERT adders, a second input coupled to the multiplier vyxodo f relay element C2. However, a known amplifier has a low reliability of operation due to the lack of limitation of the constant component of the output signal. The purpose of the invention is to increase the reliability of operation 3ja by introducing a constant limitation on the output component. The goal is achieved in that a deployable operational amplifier containing in series a first adder, an integrator, a second adder, a relay element whose output is connected to the first input of the first adder, the second input of which is a deploying operational amplifier, a third adder, a power source Scientific research institutes, the first and second one-channel, the first and second keys are introduced, and the inputs of the first and second one-vibration are connected to the output of the relay element, one output of the black power supply The first key is connected to the second input of the second adder, the second output of the power source through the second switch is connected to the third input of the second scanner, the output of the first one-oscillator is connected to the first input of the third adder and the control input of the second key, the output of the second one-oscillator is connected to the second input of the third the adder and the control input of the first key, the output of the third adder is connected to the reset input of the integrator, the output of the relay element is the output of the sweep op amp. In Fig. 1, an image is shown of a functional diagram of a scanning operational amplifier; in Fig. 2, time diagrams of signals. The amplifier contains the first adder 1, the integrator 2, the relay element 3, the first and second single vibrators 4 and 5, the second adder 6, the first and second switches 7 and 8, the power source 9, the third adder 10, the input 11 and the output 12. The deploying operational amplifier works in the following way. Relay element 3 has a zero-level switching threshold of ± 8 (Figure 2a). The signal at OUTPUT 12 e is modulated by amplitude and varies only by sign within the limits determined by the voltage of the power supply of the sweep op amp. The main channel for converting the input signal includes the first adder 1, the integrator 2, the second adder 6, the relay element 3 and is a self-oscillating frequency-pulse-width system. The frequency of self-oscillations depends on the level of the signal at input 11 and the ratio of the time constant of the integrator 2 and threshold levels 1B of the relay element 3. In the absence of a signal at the input 11, the voltage at the output of the integrator 2 has the form of a symmetrical saw (Fig. 2), since the amplitudes the pulses of positive and negative polarity at the output of the relay element 3 are equal in magnitude between soby1, and their average value is the period of self-oscillations corresponding to zero. The presence of a control signal at input 11 leads to a change in the derivative of the output voltage of integrator 2 (Fig. 2.5). In the event of a mismatch of the signals from the input 11 and from the output of the relay

элемента 3 скорйсть изменени выходного напр жени интегратора 2 определ етс разностью токов входной и обратной св зи, а в интервале совпадеНИН знаков указанных напр жений произ водна выходного напр жени интегратора 3 зависит от суммы соответствующих токов. В результате посто нна сортавл юща импульсов на выходе 12 за период автоколебаний достигает ве-. личины, пропорциональной сигналу на входе 11 (фиг. 2,5).element 3, the speed of change of the output voltage of the integrator 2 is determined by the difference of the input and feedback currents, and in the interval of the coincidence of the signs of the indicated voltages the output voltage of the integrator 3 depends on the sum of the corresponding currents. As a result, the constant gain of pulses at output 12 during the period of self-oscillations reaches we-. The image is proportional to the signal at input 11 (Fig. 2.5).

Дп ограничени максимальной величины посто нной составл н дей сигнала на выходе 12 служат первый и второй одновибраторы 4 и 5, второй и третий сумматоры, 6 и 10 и первый и второй ключи 7 и 8.Dp limits the maximum value of the constant component of the output signal 12 are the first and second one-shot 4 and 5, the second and third adders, 6 and 10 and the first and second keys 7 and 8.

Предположим, что максимально допустимому значению посто нной составл ющей сигнала на выходе 12 соответствует длительность импульса отрицательной пол рности (фиг.2,В).Suppose that the maximum permissible value of the constant component of the signal at output 12 corresponds to the duration of a negative polarity pulse (Fig. 2, B).

На выходе второго одновибратора 5 формируетс сигнал (фиг. 2,г) , под воздействием которого напр жение на выходе интегратора 2 принимает нулевое значение (фиг.2,8) благодар воздействию на него через вход сброса, а первый ключ 7 замыкаетс (фиг.2,е). At the output of the second one-shot 5, a signal is generated (Fig. 2, d), under the influence of which the voltage at the output of the integrator 2 takes a zero value (Fig. 2.8) due to the effect on it through the reset input, and the first switch 7 is closed (Fig. 2, e).

Тогда да вход второго сумматора 6 подаетс импульс (фиг. 2,д), амплитуда которого соответствует положительному напр жению источника 9 питани , а длительность равна длительности выходного импульса второго одновибрато-, ра 5.. В течение зтого времени релей-; ный элемент 3 принудительно удерживаетс в требуемом состо нии. После окончани выходного импульса второго одновибратора 5 выходной сигнал интегратора 2 измен етс в отрицательном направлении (фиг.2,в) и достигает величины В , что вызывает очередное переключение релейного элемента 3.Then, the input of the second adder 6 is supplied with a pulse (Fig. 2, d), the amplitude of which corresponds to the positive voltage of the power source 9, and the duration is equal to the duration of the output pulse of the second one-oscillator, 5 .. During this time, the relay is; element 3 is forcibly held in the desired state. After the end of the output pulse of the second one-shot 5, the output signal of the integrator 2 changes in the negative direction (FIG. 2, c) and reaches the value B, which causes the next switching of the relay element 3.

Благодар перечисленным процессам посто нна составл юща импульсов на выходе 12 остаетс величиной практически посто нной. В случае, когда длительность импульса положительной пол рности на выходе 12 превышает заданное значение, в работу включаютс первый одновибратор 4 и второй ключ 8.Due to these processes, the constant component of the pulses at the output 12 remains almost constant. In the case when the pulse duration of positive polarity at the output 12 exceeds a predetermined value, the first one-shot 4 and the second key 8 are activated.

Таким образом, за счет ограничени максимального значени среднего значени сигнала на выходе 12 повышаетс надежность работы развертывающего операционного усилител .Thus, by limiting the maximum value of the average value of the signal at the output 12, the reliability of the developmental operational amplifier is increased.

ff

(риг. 2(rig 2

Claims

'OPERATING OPERATIONAL AMPLIFIER, comprising in series a first adder, an integrator, a second adder, a relay element, the output of which is connected to the first input of the first adder, the second input of which is the input of a deployment operational amplifier, a third adder, a power source, characterized in that, with In order to increase reliability, the first and second one-vibrators, the first and second keys are introduced into it, and the inputs of the first and second one-vibrators are connected to the output of the relay element, one output is the power source through the first key is connected to the second input of the second adder, the second output of the power source through the second key is connected to the third input of the second adder, the output of the first one-shot is connected to the first input of the third adder and to the control input of the second key, the output of the second one-shot is connected to the second input the third adder and to the control input of the first key, the output of the third adder is connected to the reset input of the integrator, the output of the relay element is the output of the deploying operational effort la.