Развертывающий усилитель

 

РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ , содержащий соединенные последовательно интегратор и первый релейный элемент, выход первого релейного элемен-. та подключен к входу интегратора, вто . рой релейньй элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, в него введены компаратор , инвертор, элементы И-НЕ, причем выход интегратора подключен к входу второго релейного элемента и первому входу компаратора, второй вход которого является входом развертывающего усилителя, выход первого релейного элемента подключен к первым входам первого и второго элементов И-НЕ, выход второго релейного элемента соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и входом инвертора , выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ является (Л выходом развертывающего усилителя и соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ, выход компаратора соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ. 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

3(51) Cj 06 7/12

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3547173/28-24 (22) 28.01.83 (45) 07.05.84. Бюл. М 17 (72) Б.А.Петренко, l3.C.Ëóêüÿíîâ, Л.И.11ытович и Н.Н.Кириллова (71) Челябинский политехнический институт им. Леничского комсомола (53) 681.335 (088.8) (56) 1. Авторское свипетельство СССР

¹ 674041, кл. С(06 С(7/12, 1977.

2. Авторское свицетельство СССР № 615495, кл. g 06 С, 7/12, 1977 (прототип). (54) (57) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЪ, соцержаший соециненные последовательно интегратор и первый релейный элемент, выхоц первого релейного элемен та поцключен к вхоцу интегратора, вто. рой релейный элемент, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения

его нацекности, в него ввецены компаратор, инвертор, элементы -HE причем выхоц интегратора поцключен к вхоцу второго релейного элемента и первому вхоцу компаратора, второй ахоп которого является вхопом развертываюшего усилителя, выхоц первого релейного элемента поцключен к первым вхоцам первого и второго элементов И-НЕ, выхоц второго релейного элемента соецинен с вторым вхоцом первого элемента И-НЕ и вхопом инвертора, выхоп которого поцключен к второму вхоцу второго элемента И-НЕ, выхоцы первого и второго элементов И-НЕ поцключены к первым вхоцам соответственно третьего и четвертого элементов И-НЕ, выхоц третьего элемента И-НЕ является выхопом развертываюшего усилителя и соецинен с вторым вхоцом четвертого элемента И-НЕ, выхоц которого поцключен к второму вхоцу третьего элемента

И-НЕ, выхоц компаратора соецинен с третьим вхоцом четвертого элемента И-НЕ.

1091180

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. 5

Известен развертываюший усилитель, содержаший соединенные последовательно интегратор и релейный элемент, дополнительный релейный элемент, дифференцируюю

10 шие элементы и фильтр 1

Однако данный усилитель харак теризуется низкой надежностью в работе.

Наиболее близким к предлагаемому является развертываюший усилитель, содержаший соединенные последовательно интегратор и репейный элемент, выход которого соединен с входом интегратора и первым входом элемента равнозначности, второй вход которого подключен к вы- у0 ходу дополнительного релейного элемента, вход которого соединен с входом интегратора, выход элемента равнозначности является выходом усилителя j2)

Известный усилитель также характе- 15 ризуется низкой надежностью.

Бель изобретения — повышение надежности усилителя.

Поставленная цель достигается тем, что в развертываюший усилитель, содержаший соединенные последовательно интегратор и первый репейный элемент, выход первого релейного элемента подключен к входу интегратора, второй репейный элемент, введены компаратор, инвертор, эле35 менты И-НЕ, причем выход интегратора подключен к входу второго релейного элемента и первому входу компаратора, второй вход которого является входом развертываюшего усилителя, выход первого релейного элемента подключен к первым" входам первого и второго элементов И-НЕ, выход второго релейного элемента соединен с вторым входом первого элемента

И-НЕ и входом инвертора, выход которого п8дключен к второму входу второго элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к первым входам соответственно третьего и четвер того элементов И-НЕ, выход третьего

50 . элемента И-НЕ является выходом развертываюшего усилителя и соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу треть его элемента И-НЕ, выход компаратора

55 соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого развертываюшего усилителя; на фиг. 2-4 — временные диаг раммы сигналов, поясняюшие его работу.

Усилитель содержит интегратор 1, первый и второй релейный элементы 2 и 3, компаратор 4, инвертор 5, первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ 6-9, соответственно вход 10 и выход 11.

Развертываюший усилитель работает следуюшим образом.

Интегратор 1 и первый репейный элемент 2 в совокупности образуют каскад, работаюший в режиме устойчивых автоко. лебаний. Выходной сигнал (фиг. 2 а) пер вого релейного элемента 2 представляет собой биполярные импульсы со средним нулевым значением. CMI HAJJI на выходе интегратора 1 (фиг. 2 а) имеет форму си 1метричной относительно нулевого уров. ня пилы", амплитуда которой ограничена величиной порогов переключения первого релейного элемента 2. Второй репейный элемент 3 имеет нулевое значение порогов переключения и управляется выходным сигналом интегратора 1. На выходе второго релейного элемента 3 формируют ся импульсы (фиг. 2 б), сдвинутые относительно выходного сигнала первого релейного элемента 2 (.фиг. 2 а) на

90 эл. град.

С помошью компаратора 4 осушествляется сравнение уровней выходного сигнала интегратора 1 (опорного напряжения) и сигнала управления (фиг. 2a). В результате на выходе компаратора 4 формируется сигнал (фиг. 2 в), постоянная составляющая или скважность .которого пропорциональна величине сигнала управле- .. ния.

Рассмотрим работу развертывающего усилителя, когда сигнал управления (фиг, 2 а) находится в области линейности статической характеристики, т.е. еге величина не превышает уровня амплитуды выходного сигнала интегратора 1.

Инвертор 5 осушествляет инвертирование выходного сигнала второго релейного элемента 3 (фиг. 2 б, r).

Выходной сигнал первого элемента

И-НЕ 6 (фиг. 2 д) имеет уровень логической "1" в том случае, когда хотя бы один из его BxOIIHblx сигналов равен "0" (по фиг. 2 а,.б принято, что отрицательный импульс первого релейного элемента

2 соответствует уровню логического "0").

Это приводит к тому, что на выходе пер вого элемента И-HE 6 формируется сит нал, длительность "нулевого" состояния которого равна 0,25 То где To — периз 10911 оц выхоцных импульсов первого релейного элемента 2.

Аналогичным образом происхоцит формирование импульсов на выхоце второго элемента И-НЕ 7 (фиг. 2 е), с той лишь разницей, что - цикл "нулевого" состояния его выхоцного сигнала опережает по фазе на время 0,25 Т начало формирования

««

0 сигнала на выхоце первого элемента

Л-НЕ 6 (фиг. 2 n). о

Уровень логической «1" сигнала на выхоце 11 (фиг. 2 ж) формируется при условии совпацения ециниц на вхоце четвертого элемента И-НЕ 9. В результате на выхоце 11 имеют место импульсы со скважностью, пропорциональной величине управления.

Рассмотрим случай, когца сигнал с вхоца 10 имеет отрицательный знак и не выхоцит за прецелы линейного участка gp статической характеристики (фиг. 3). Сиг. калы на выхоце второго релейного элемента 3 (фиг. 3 б) и на выхоце инвертора 5 формируются аналогично.

Уровень логической «1" сигнала с вы- д хоца компаратора 4 (фиг. Зг) соответси вует интервалу времени, когца выхоцной сигнал интегратора 1 превышает сигнал с вхоца 10 (фиг. 3 а). Выхоцные сигналы первого элемента И-НЕ 6 (фиг. 3 a) и второго элемента И-НЕ 7 (фиг. 3 е) имеют уровень логического "0" в течение . времени 0,25 Т, и сцвинуты во времени цруг относительно цруга на такую же величину.

Уровень логической «1 сигнала на выхоце 11 (фиг. 3 з) формируется в тече. ние времени, когда выхоцной сигнал пер80 4 вого элемента И-HE равен нулю (фиг. 3 ц) и в течение времени, коган выхоцной сит нал четвертого элемента И-HE 9 равен нулю (фиг. 3ж ). В свою очерець, выхоцной сигнал четвертого элемента И-НЕ 9 равен нулю, когда выхоцные сигналы компаратора 4, второго и третьего элементов И-НЕ 7 и 8 равны единице. В резуль тате сигнал на выхоце 11 (фиг. 3 a) меняет знак на противоположный и соотвеч ствует знаку сигнала с вхоца 10.

Прецположим, что сигнал на вхоце 10 в результате цействия низкочастотной помехи превышает цопустимый уровень, опрецеляемый линейным участком статической характеристики (фиг. 4 а). Toraa сигнал на выхоце компаратора 4 принимает фиксированное значение, соответствуюшее уровню логической "1 (фиг. 4 в). Выхоцные напряжения второго релейного элемента 3 и инвертора 5 инвертированы цруг относительно цруга и сцвинуты относитель но выходного сигнала первого релейного элемента 2 на «+ 90 эл.грац. (фиг. 4а,б,г).

Э то вызывает формирование на выхоцах первого и второго элементов И-НЕ 6 и 7 сигналов (фиг. 4ц е,) с интервалами логического "0" цлительностью 0,25 То, в результате чего скважность импульсов на выхоце 11 ограничивается на уровне0,75

Ограничение уровня выхоцного сигнала при отрицательном знаке сигнала на вхоце

10 осушествляется аналогичным образом.

Таким образом, по сравнению с известным прецлагаемый развертываюший усилитель облацает более высокой нацежностью в работе.

Фм. 2 мы во

tОГИф агат, 1091180

Щит. 4

Заказ 3082/46 Тираж 699

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по аелам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., a. 4/5

Попписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороп, ул. Проектная, 4

Составитель О.Отраанов

Репактор M.Рачкулинеы Техреа С.Легеэа Корректор А.Дзя