Устройство для выделения экстремальных напряжений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рескублик i» 1 005078 (61) Дополнительное к авт. сеид-еу(22) Заявлено 14 ° 12. 81 {21) 3365861/18-24

f j1)Q Ng з

G 06 G 7/02 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

С С C P по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) Yggf 681.3 (088.8)"

Опубликовано 150383. Бюллетень Но 10

Дата опубликования описания 15. 03. 83

@. ст

A. В. Ефимов

Я

/, .,",л л ульяновский политехнический ийсЪкъут,„" -::- Я

Ф, /

" "ар (72) Автор. изобретения (713 Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известно устройство, построенное на операционных усилителях и диодной сборке, в котором обратная связь ре- . ализована подключением к выходу диодной сборки инвертирующего услителя, сигнал с которого заводится на неийвертирующие входы операционных усилителей „1).

Недостаток устройства заключается

-в ограниченных функциональных возможйостях (оно способно выделять только максимальное или, при смене полярности диодов, только минималь-ное напряжение).

Наиболее близким по технической сущности к-предлагаемому является устройство, в котором входные сигналы воздействуют на неинвертируккцие входы операционных усилителей, а сигналы обратной связи заводятся на инвертирующие входы с выхода диодной сборки через резисторы p2).

Недостаток его тоже заключается в ограниченных функциональных возможностях.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем выбора максимальных и минимальных сигналов и их разностей.

Цель достигается тем, что устройство для выделения экстремальных напряжений, содержащее и операционных усилителей, неинвертирующие входы которых соединены через соответствующие масштабные резисторы с соответствующими входами устройства, инвертирующие входы соединены через соответствующие масштабные резисторы обратной связи с выходом устройства, а выходы связаны с выходом устройства через соответствующие коммутирующие диоды, содержит 2л дополнительных масштабных резисторов и шунтирующий резистор, включенный параллельно одному из коммутирующих диодов, при этом инвертирующие входы операционных усилителей соединены через соответствукхцие ,дополнительные масштабные резисторы с соответствующими дополнительными входами устройства, а неинвертирукщие входы операционных усилителей соединены через соответствующие дополнительные масштабные резисторы с шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена схема устройства с шестью входами.

1005078

Оно содержит операционные усилители 1, 2 и 3, число которых в общем случае определяется числом вход ных сигналов, коммутирующие. диоды 4, 5 и 6, масштабные резисторы 7-15, масштабные резисторы 16-18 и шунтирующий резистор 19, Входные напряжения U и U ) 03 и 04 О . и 04 по даются на входы усилителей 1-3,. которые имеют коэффициенты передачи соответственно К„, К, К ) определяемые масштабными резисторами.

Устройство работает следующим образом.

Пусть, разность напряжений 0 -0„, поступающих на неинвертирующий и инвертирующий входы усилителя 1, положительна, а величина ее такова, что на выходе усилителя 1 устанавливаетс Р напряжение К1(О -U„), наи-. большее по сравнению с напряжениями на выходах других усилителей. Диод 4 при этом открыт, а усилитель 1 охвачен обратной связью. Цепь обратной связи других усилителей оказывается разомкнутой, так как на их инвертирующие входы поступает большее напряжение K<(0<-U< ) с выхода устройства. Это йриходит к насыщению усилителей 2 и 3 и эапиранию диодов 5 и б.

Предположим теперь, что разность напряжений 0) -0 отрицательна, а напряжение К (04-03) наибольшее. До наступления установившегося режима все диоды закрыты выходными сигналами соответствующих усилителей. Усилитель 3 Охвачен обратной связью через резисторы 18 и 19, поэтому напряжение на выходе устройства уменьшается, стремясь к величине К (06-О )

Но как только оно сравняется с минимальным отрицательным напряжением

K2(U4 - Uq) ) диод 5 открывается, замыкая цепь обратной связи усилителя 2, дальнейшее уменьшение напряжения на выходе устройства прекращается, а усилитель 3 входит в насыщение.

Таким образом, напряжение на выходе устройства для выделения экстремальных напряжений при наличии на его входах сигналов 04, Ug, ..., U

2и-)

О),, формируется в соответствии с

Выражением

U mахСК (От 0< ) K2(04."UЗ) ... к„(0 - 0,43,"

В частных, имеющих наибольшее практическое значение, случаях, когда сопротивления масштабных резисторов равны, а соответствующие входы соединены с шиной Нулевого потенциала, выходное напряжение устройства может определяться одним из следукких выражений

0 max(U ) U+ ) ...) Ь+), 04m 03m oui„ 0;

Формула изобретения

Устройство для выделения экстремальных напряжений, содержащее и операционных усилителей, неинвертирующие входы которых соединены через соответствующие масштабные резисторы с соответствукщими входами устройства, инвертирующие входы соединены через соответствующие масштабные резисторы обратной связи

S0

U max(-0<, -0, . ° .. -0„„)

- -min(04, О,, О ), при 0 0 ... -0

Как видно из приведенных выраже5 ний, предлагаемое устройство способно выделять максимальное и минимальное значения входных. сигналов. устройство производит операции выбора как с неинвертированными входными сигналами, так и предварительно их инвертируя, и, следовательно, имеет

Ьолее широкие функциональные возможности по сравнению с прототипом.

Указанные возможности устройства

15 обусловливают Ряд новых его пРиме.нений. Подавая, например, входное напряжение одновременно на 1 и 4 либо 2 и 3 входы (U 04 либо 0

0 )) получаем на выходе устройства двухполупериодное выпрямление входного напряжения. Аналогично коммутируя следующие входы, имеем на выходе устройства максимальный иэ модулей входных сигналов.

Кроме традиционного использования, благодаря широким функциональным возможностям на базе предлагаемого устройства могут быть построены измерительные преобразователи переменного напряжения s постоянное по уровню средневыпрямленного и амплитудного значений, устройства выборки-хранения, дискриминаторы уровня, компараторы, детекторы нуля, фазочувствительные детекторы, ампли35 тудные модуляторы, демодуляторы, преобразователи фазы в напряжение и пр.

При изменении полярности включения диодов устройство осуществляет операцию

U - "т ) u EK (U -U ), К2(04-0з), ...;

К„(0,„-0„„)), Выходы операционных усилителей

45 могут использоваться для указания места экстремума по наличию на этом выходе сигнала, отличного от напряжения насыщения усилителей.

Предлагаемое устройство для выделения экстремальных напРяжений легко реализуется на современной элементной базе, в том числе и в интегральном исполнении.

1005078

Составитель Г. Осипов

Редактор.К. Волощук ТехредЯКостик Корректор Е. Рокко

Заказ 1901/65 Тирах 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 с выходом, устройства, а выходы свя- заны с выходом устройства через соответствующие коммутирующие диоды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возмомностей за счет выбора максимальных и минимальных сигналов и их разностей, устройство содержит 2п дополнительных масштабных резистора и шунтирующий резистор, включенный параллельно одному из коммутирующих 10 диодов, при этом инвертирующие входы операционных усилителей соединены через соответствующие дополнительные масштабные резисторы с соответствующими дополнительными входами устройства, а неинвертирующие входы бйерационных усилителей соединены через соответствующие дополнительные масштабные резисторы с шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 785782, кл. G 01 и 19/30, 1978.

2. Заявка Японии К 49-44776, кл. G 06 С 7/12, опублик. 1974 (прототип).