Релейный операционный усилитель

 

ОПИСАНИЕ, 10, ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республнк

- 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к sST. свмд-ву(22) Заявлено30. 06. 81 (21) 3314298/18-24 ($1) М. КП.

G 06 G 7/12 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— ($3) УДК 681. 335 (088. 8) Опубликовано070383, Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070383 -1„.

Ф р

В. Г. Попов

/ /

Челябинский политехнический институт (72) Автор изобретения (71) Заявитель им. Ленинского комсомола (54) РЕЛЕЙНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен релейный операционный усилитель, содержащий разделительный трансформатор, усилительный блок, масштабные резисторы p1).

Недостатком этого устройства является малый диапазон иэмерения величины выходного напряжения.

Наиболее близким к предложенному является релейный операционный усилитель, содержащий операционный усилитель, разделительный трансформатор, разрядный - и масштабные. резисторы, ключ (21.

Однако известный релейный операционный усилитель характеризуется ограниченным диапазоном изменения выходного сигнала за счет значительного времени пребывания магнитопровода разделительного трансформатора в ",насыщении" °

Целью изобретения является расширение диапазона изменения выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в релейный операционный усилитель, содержащий операционный усилитель, между неинвертирующим входом и выходом которого включен пер вый масштабный резистор, разделитель ный трансформатор, первичная обмртка которого является входом релейного операционного усилителя, выход операционного усилителя соединен с первым выводом вторичной .обмотки разделительного трансформатора, второй вывод которой через второй масштабный резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого является выходом релейного операционного усилителя, ко второму выводу вторичной обмотки подключен первый вывод разрядного резисто. ра, первый вывод третьего масштабного резистора соединен с первым

20 выводом дополнительной вторичной обмотки разделительного трансформатора, ключ, введены релейный элемент с гистереэисом, преобразователь частота-напряжение и дополнительный разрядный резистор, причем первый вывод

25 дополнительной вторичной обмотки соединен со входом релейного элемен» та с гиетерезисом, выход которого подключен ко второму выводу дополнительной вторичной обмотки и к входу преобразователя частота-напряжение.

1ОО31О1 выход которого соединен с управляющим входом ключа, второй вывод разрядного резистора.через ключ и через дополнительный разряжный резистор подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод третьего масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного релейного операционного усилителя. 19

Схема содержит разделительный трансформатор 1, операционный уси-. литель 2, первый, второй и третий масштабные резисторы 3, 4 и 5, разрядный резистор б, дополнительный разрядный резистор 7, первичная обмотка 8, вторичная обмотка 9, дополнительная вторичная обмотка 10, релейный элемент с гйстерезисом 11, преобразователь "частота-напряжение"

12, ключ 13, шина нулевого потенциала 14, входы 15, 16 и выход 17 релейного операционного усилителя.

Релейный операционный усилитель работает следующим образом.

При включении выходные сигналы операционного усилителя 2 и релейного элемента с гистереэисом .11 принимают значения, соответствующие уровню насыщения их статических характеристик. Под их действием по вторич- ЗО ной обмотке 9 и добавочной обмотке

10 протекают токи, величина которых зависит от реактивного сопротивления обмоток и второго и третьего масштабных резисторов 4 и 5. 31

Порог срабатывания релейного элемента с гистерезисом 11 и величина сопротивления третьего масштабного резистора 5 выбираются такими, чтобы частота автоколебаний в контуре, 4П состоящем иэ дополнительной вторичной обмотки 10, релейного элемента с гистерезисом 11 и третьего масштабного резистора 5 была намного выше частоты переключений операционного усилителя 2. Частота автоколебаний зависит от индуктивности дополнительной вторичной обмотки 10 и резко возрастает при насыщении" магнитопро вода разделительного трансформатора 1.

59

Переключение операционного усилителя 2 происходит при "насыщении" магнитопровода и сопровождения "Gpoeком" тока в разрядном резисторе б.

При "насыщении" магнитопровода увеличивается частота автоколебаний, выходной сигнал преобразователя частота-напряжение 12 возрастает, что приводит к раэмыканию ключа 13. В результате возрастает величина разрядного сопротивления. Ток же мгно- 69 венчо измениться не может, а это приводит к "броску" напряжения на выходе операционного усилителя 2.

Операционный усилитель 2 переключается, знак напряжения на его вы- 65 ходе меняется, ток во вторичной обмотке 9 уменьшается и,магнитопровод разделительного трансформатора 1 выходит из насыщения". Выход магнитопровода из "насыщения" сопровождается уменьшением частоты автоколебаний. В результате уменьшения сигнал на выходе преобразователя частота-напряжение 12, что приводит к замыканию ключа 13 и уменьшению падения напряжения на выходе операционного усилителя 2, кроме того, резко увеличивается постоянная времени вторичной обмотки 9.

При отсутствии входного тока в первичной обмотке 8 длительности пе ремагничивания магнитопровода под действием положительного и отрицатель ного напряжений равны, т. е. длительности импульсов на выходе операционного усилителя 2 равны, что соответствует нулевому среднему значению. При наличии входного тока. в первичной обмотке 8 время перемагничивания магнитопровода разделительного транеформатора 1 под действием выходного сигнала операционного усилителя 2 различное, так как в один из полупериодов ток первичной обмотки 8 носит размагничивающий, а в другой полупериод-подмагничивающий характер. В результате среднее значение импульсного выходного сигнала пропорционально величине входного сигнала.

По сравнению с известным устройством предложенный релейный операционный усилитель обладает более широким диапазоном изменения величи" ны выходного. сигнала, полученным эа счет ускоренного выхода магнитопровоДа иэ "насыщения".

Формула изобретения

Релейный операционный усилитель, содержащий операционный усилитель, между неинвертирующим входом и выходом которого включен первый масштаб . ный резистор, разделительный трансформатор, пЕрвичная обмотка которого является входом релейного операционного усилителя, выход операционного усилителя соединен с первым выводом вторичной обмотки разделительного трансформатора, второй вывод которой через второй масштабный резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого является выходом релейного операционного усилителя, к второму выводу вторичной обмотки подключен первый вывод разрядного резистора, первый вывод третьего масштабного резистора.соединен с первым выводом дополнительной вторичной обмотки разделительного трансформатора, ключ, отличающийся тем, что, 1003101

Составитель О. Отраднов

Редактор И. Пушненкова Техред А.Бабинец Еорректор Л. Бокшан

Подписное

Заказ 1568/33 Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с целью расширения диапазона изменения выходного сигнала, в него введены релейный элемент с гистереэисом, преобразователь частота-напряжение и дополнительный разрядный резистор, причем первый вывод дополнительной вторичной обмотки .соединен с входом релейного элемента с гистереэисом, выход которого подключен к второму выводу дополнительной вторичной обмотки и к входу преобразователя частота-напряжение, выход которого соединен с управляющим входом ключа, второй вывод разрядного резистора через клич и через дополнител ный разрядный резистор подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод третьего масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

39 9698004, кл. G 06 G 7/12, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2942782/28-24, кл. С 06 G 7/12,,1980 (прототип).