Устройство с переменным коэффициентом передачи

 

УСТРОЙСТВО С ПЕРЕМВННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕДАЧИ, содержащее блок умиожеяия, первый вход которого сововнеи с Еыхоаом оп&- рахшонного усилителя, инв пярукшшй вход которого подключен к первому et вооу первого токозадающего резистора, а через второй токоздаающвй резистор к шине отрииатвпьнсго вхооиого напряжения , отличающееся т«м. что, с цепью повышения точности усчр ройства путем улучшения линейности коэффициента передачи,в него введеиы генератор тактовых импульс ва ком мутатора ,бпок запсминання и зарядный конденсатор, причем второй вход умножения подключен к выходу первого кся 1мутатора, первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам положительного входного напряжения , ,а управляющие входы первого и второго коммутаторов подключены к выходу ген атора тактош 1Х импульсов , выход блока умножения соедии с шсодом коммутатора, первый выход которого через блок запоминания подключен к выходу устройства, а второй выход совоутек с угорым выводом первого токозадающего резистора, а ход операционного усилителя соединен со своим инвертирующим входом через зарядный конде исатор.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ<НИХ

РЕСПУБЛИК ц1ь С 069 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3350190/18-24 (22) 16. 10.81 (46) 23,04.83. Бюл. hk 15 (72) А. В. Яковлев (53) 681.335 {088.8) (56) 1. Алексеенко А. Г., Коломбет E. А., Мтародуб Г. И. Примененне прецнзнсн ных аналоговых. ИС,рнс. 3,23, с. 101.

2. Справочник по нелинейным схемам.Под ред. Д. Шейнгоцда. М., Мир, 1877, с. 290, рнс. 3.3.10 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО С ПЕРЕМЕН

НЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕДАЧИ, содержащее блок умножения, первый- вход которого соединен с выходом операцнонного усилителя, ннвертирующнй вход которого подключен к первому вы воду первого токозадающего резистора, a ÷åðåç второй токозадающнй резнстор -. к шине отрицательнсго входного напряжения, отлнчающеесятем, „„SU„„) 013976 А что, с целью повышения точности уст ройства путем улучшения линейности коэффициента передачн,в него введ мы генератор тактовых нмпульсов,два ком мутатора блок запоминания и зарядный конденсатор, причем второй вход умно ження подключен к выходу первого коммутатора, первый и второй входы которого подключены ооответственно к шинам положительного входного нап ряження,,а управляющие входы первого и второго коммутаторов нодключены к выходу генератора тактовых импуль» сов, выход блока умноження соединен с входом второго коммутатора, первый выход которого через баок запоминания подключен к выходу устройства, а вто рой выход соединен с вторым выводом первого токозадающего резистора, а вы ч ход операционного усилителя соединен со своим ннвертнрующнм входом epee зарядный конденсатор. блок запоминания подключен к выходу устройства, а второй выход соединен с вторым выводом первого токозадающего резистора, а выход операционного уси лителя соединен со своим инвертирующнм входом через зарядный конденсатор.

На чертеже представлена блоксхема устройства.

Устройство содержит блок 1 умножения операционный усилитель 2, токаэадающие резисторы 3 и 4, коммутаторы 5 и 6, блок 7 запоминания, генератор 8 тактовых импульсов, зарядный конденсатор 9.

Устройство с переменным коэффициентом передачи работает при определенном соотношении полярностей напряжений на входах. На первый вход поступает отрицательное напряжение - О, а на второй и третий входы - положительное

+ 0, + 0 . Зля нормальной работы устройства необходимо периодически переключать контакты коммутаторов 5 н 6.

Предположим,что в момент подачи питания к устройству коммутатор 5 поддерживает "вход 3" подключенным к входу блока 1 умножения,а коммутатор 6выход блока 1 умножения к резистору 3, Сразу после подачи питания конденсатор 9 находится в разряженном состоянии и

7 напряжение U на выходе onepatIHOHго усилителя 2 равно нулю. Следовательно, равно нулю напряжение О на выхоо де блока 1 умно>кения и на йервом токозадающем резисторе 3, Под действием-.

-U„eapsrgzbIItI конденсатор 9 начинает заряжаться и на выходе операционного усилителя появляется положительное напряжение. При этом напряжение на выходе блока 1 умножения соответствует значению

Положительное напряжение U через первый токозадающий резистор 3 поступает на вход операционного усилителя 2, где суммируется с отрицательным напряжением - U<, поступающим на вход операционного усилителя 2 через второй токозадающий резистор 4. В результате процесс заряда конденсатора 9 эамед50 ляется. Переходный процесс заканчивает ся, когда положительное напряжение на

55 первом токоэадающем резисторе 3 становится равным отрицательному напряжению на втором токозадающем резисторе 4.

1 1013976 2

Изобретение относится к автомати ке, в частности к элементам и узлам систем автоматического управления, может быть использовано для деления и умножения сигналов в аналоговых 5 вычислительных системах.

Известен аналоговый делитель на базе перемножителя, содержащий операционный усилитель с перемножителем в цепи обратной связи усилителя и сог- ip ласова>п ые пары транзисторов (1) .

Недостатком этого устройства является искажение сигнал.> на выходе, зависящее от параметров применяемых операционных усилителей и транзисторов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является делитель типа, инвертированный умножитель", содержащий блок умножения, первый вход которого соединен с входом устройству, а второй вход - с выходом операционного усилителя, являющимся выходом устройства, инвертируюший вход опера цнонного усилителя через первый токозадающий резистор соединен с вторым входом устройства, а через второй тэкозадающий резистор - с выходом блока умножения 2, Однако устройство имеет недостаточI ную линейность коэффициента передачи, вызванную нелинейностью и стабильностью масштабного коэффициента блока умно>кения.

Белью изобретения является повыше-, ние точности путем улучшения линейности коэффициента передачи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство с переменным коэффициентом передачи, содер>кащее блок умножения, первый вход которого соединен с выходом операционного усили40 теля, инвертирующий вход которого подключен к первому выводу первого токозадающего резистора, а через второй токозадающнй резистор - к шине отрицательного входного напря>кения, введены генератор тактовых импульсов, два коммутатора, блок запоминания и зарядный конденсатор, причем второй вход блока умножения подключен к выходу первого коммутатора, первый и второй входы которого подключены сосп ветственно к шинам положительного входного напряжения, а управляющие входы первого и второго коммутаторов подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выход блока умножения соединен с входом второго комму татора, первый выход которого через

Составитель В. Жирнова

Редактор А. Шишкина Техред С.Мигунова . Корректор Г. Решетник

Заказ 3019/59 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10139

Напряжение на выходе операционного усилителя 2 в этом случае определяется иэ выражения

-о+о =o; -u к, u„u= б

$ о К U

Ь 3

При переключении коммутаторов 5 и 6 на время с << ЯС,где К - сопротивление первого токоэадающего резистора 3,1э

С - емкость зарядного конденсатора 9 таким образом, чтобы вход 2 устройства подключился к входу блока 1 умноженИя, а выход псопеднего - к axnqy блока 7 запоминания„напряжение на зарядном конденсаторе 9 и на выходе операционного усилитепя практически не изменяется, а в блок 7 запоминания записывается напряжение 05 „равное

UÄ,„=к,„-U,u „. (3 )

Подставив в выражение (3) 0 из выражения (2), получим

К 9 (.у бм3 З где (у

K=— (s)

Как видно из выражения (5) коэффициент передачи устройства не зависит оТ К63

Дпя нормальной работы устройства коммутаторы 5 и 6 должны переклк чаться с частотой, много большей, чем

76 4 частота изменения-напряжений на входах устройства.

На Вход 2 предлагаемого устройства можно также подавать амплитудномодулированный синусоидальный сигнал.

При этом коммутаторы 5 и 6 должны переключаться с частотой, равной частоте несущего напряжения, причем блок 7 запоминания должен подключаться к блоку 1 умножения в моменты, когда несущее напряжение достигает своего амплитудного значения. Вместо U> в выражение (7) необходимо подставить амплитудное значение амплитудно-модулированного сигнала. Напрчжение в этом случае остается постоянным.

Таким образом, устройство в данном режиме осуществляет и фазочувствитель ное выпрямление амплитудно-модулиро- ° ванного сигнала.

Положительный эффект от использо вания устройства заключается в улучшении линейности коэффициента передачи эа счет исключения влияния на не го нестабильности и линейности масштабного коэффициента блока 1 умножения, что позволяет применять в предлагаемом устройстве простые и дешевые блоки умножения с малой линейностью,, например управляемые делители напряжения на полевых транзисторах. При этом линейность предлагаемого устройства улучшается в 3-4 раза, а точность системы автоматического управления, в которой применяется это устройство, повышается Ne 1,5-2 раза в зависимости от типа системы.