Развертывающий усилитель

 

РАЗВЕРТЫВАЮШЗЙЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий интегратор, первый релейный элемент, сумматор, первый вход которого соединен с вьсходом интегратора , второй вход сумматора.двляется входом развертьшающего усилителя второй релейный элемент, выход которого является выходом развертывающего усилителя, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости , в него введены дополнительный сумматор и усилитель с зоной нечувствительности, вход которого соединен с вторым входом суммато за, выход усилителя с зоной нечувствительности подключен к первоii му входу дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом интегратора, выход первого релейного элемента подключен к второму входу дополнительного сумматора, выход ин (Л тегратора соединен с входом первого релейного элемента, вькод сумматора подключен к входу второго релейного элемента.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (122

З2 22 С 06 С 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPÛÒÈÉ

F

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (5?) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий интегратор, первый релейный элемент, сумматор, первый вход которого соединен с выходом интеграФиг. t (21) 3596134/18-24 (22) 26.05.83 (46) 15.08.84. Бюп. 1р 30 (72) Л.И.Цытович, ВеАеПетренко и Н.Н.Кириллова (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского Комсомола и Латвийский государственный территориальный институт по проектирова-. нию промышленных предприятий (53) 681.335 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 645170, кл . G 06 С 7/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 746567, кл . С 06 С 7/12, 1979 (прототип) .

TîÐ > второй вход сумматора является

1 входом развертывающего усилителя, второй релейный элемент, выход кото.рого является выходом развертывающего усилителя, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены дополнительный сумматор и усилитель с зоной нечувствительности, вход которого соединен с вторым входом сумматора, выход усилителя с зоной нечувствительности подключен к первому входу дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом интегратора, выход первого релейного элемента подключен к второму входу щ дополнительного сумматора, выход интегратора соединен с входом первого релейного элемента, ньмоа сумматора подключен к входу второго релейного элемента.

1108

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь. зовано при автоматизации технологических процессов.

Известен развертывающий усилитель 5 содержащий иитеграт р, релейный элемент, перемножитель, фильтр 311.

Однако этот усилитель обладает низкой помехоустойчивостью..

Наиболее близким к предлагаемо- 10 му является развертывающий усилитель содержащий сумматор, первый вход которого является входом развертывающего усилителя, второй вход подкпючен к выходу интегратора, соединенного 15 входом с выходом первого релейного элемента, подключенным через ключ к входу второго релейного элемента, выход которого является выходом развертывающего усилителя, управляющий 20 вход ключа через блок управления соединен с выходом интегратора 21

Этот усилитель также характеризуется низкой помехоустойчивостью.

Цель изобретения — повышение по- 25 мехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в развертывающий усилитель, содержащий интегратор, первый релейный элемент, сумматор, первый вход 3п которого соединен с выходом интегратора, второй вход сумматора явпяется входом развертывающего усилителя, второй релейный элемент, выход котоРого является выходом Развертывающе- З го усилителя, введены дополнительный сумматор и усилитель с зоной нечувствительности, вход которого соединен с вторым уходом сумматора, выход усилителя с зоной нечувствительности, подключен к первому входу дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом интегратора, выход первого релейного, элемента подключен к второму входу дополнительного сум- 5 матора, выход интегратора соединен с входом первого релейного элемента, выход сумматора подключен к входу второго релейного элемента.

На фиг. 1 изображена функциональ- 5О ная схема предлагаемого усилителя, на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы сигналов.

Схема содержит (фиг.1) дополни- ss тельный сумматор 1, интегратор 2, первый релейный элемент 3, усилитель

4 с зоной нечувствительности, сум468 2 матор 5, второй репейный элемент 6, вход 7, выход 8.

Развертывающий усилитель работает следующим образом.

Каскад, образованный дополнительным сумматором 1, интегратором 2 и первым релейным элементом 3 работает в режиме устойчивых автоколебаний и выполняет функции генератора несущей частоты. Первый релейный элемент

3 имеет симметричные относительно нулевого уровня пороги переключения

+Ь . Выходной сигнал первого релейного элемента 3 меняется по знаку в пределах, определяемых напряжением источ ника питания.

Пилообразное выходное напряжение интегратора 2 служит для управления моментами переключения второго релейного элемента б и совместно с сигналом с входа 7 подается на вход сумматора 5.

При отсутствии напряжения на входе 7 пилообразный сигнал на выходе сумматора 5 сийметричен относительно нуля, что приводит к формированию на выходе 8 импульсов со средним нулевым значением.

Наличие сигнала управления на входе 7 влечет за собой "вертикальное" смещение сигнала "пилы" на выходе сумматора 5. В результате изменяется скважность импульсов на выходе 8, а их постоянная составляющая устанавливается пропорциональной уровню сигнала управления.

Для повышения помехоустойчивости введен. усилитель 4 с зоной нечувствительности.

Предположим, что на вход 7 воздействует сигнал помехи X„(t) (фиг. 2а) со средним нулевым значением, амплитуда положительного импульса которого превышает допустимое значение

Х входного сигнала. Для упрощения временных диаграмм сигналов помеху

Хп(й) представим в виде прямоугольных импульсов положительной и отриt цательной полярности X„(t) . Полагаем, что выполняется условие

Xn > Х, tХп1с. 1 --Х„.) ф где Х„, Хп - амплитудное значение импульсов сигнала помехи X (t) .

Считаем также, что зона нечувствительности усилителя 4 соответст1108468 вует величине допустимого входного сигнала +Х

При отсутствии усилителя 4 с зо- ной нечувствительности сигнал помехи Хя(t) (фиг.2а) вызывает появление на выходе 8 сигнала ошибки — дХ1, (фиг.2г). Происходит это вследствие того, что амплитуда Х> помехи

X (t) превосходит допустимую зону

+Х изменения сигнала на входе 7 и, кроме того, длительность импульса Хп меньше периода выходного сигнала. Поэтому релейный операционный усилитель не в состоянии "отработать

Ф среднюю величину импульса Х> В то 15 же время составляющая Х помехи

Х„(t) (фиг. 2а) по длительности превьш ает период автоколебаний (фиг.26) и сигнал на вькоде сумматора 5 (фиг.2s) вмещается относительно нулевого уровня в отрицательном направлении. Это влечет за,собой изменение скважности выходных импульсов (фиг.2г) и появление на выходе 8 сигнала ошибки — аХс, 25

Для устранения указанного недостатка служит усилитель 4 с зоной неч увствит ель ности .

Ф

При появлении импульса Хп на выходе усилителя 4 с зоной нечувст- 30 вительности формируется сигнал, про" порциональный разности между амплитудой сигнала помехи и допустимым входным сигналом (фиг.24) .

Воздействие сигнала Y (t) (фиг.2А)3

35 на вход дополнительного сумматора вызывает изменение производной выходного сигнала интегратора 2 (фиг.2е) .

В частности, если знаки сигналов

Yq(t) (фиг.24.) и Y (t) (фиг.2e) не 40 совпадают, то темп нарастания выход-. ного сигнала интегратора 2 в интервале времени tq уменьшается (фиг.2д,е), что влечет за собой увеличение длительности t „импульса 4

Y (t) (фиг.2б") до значения (фиг.2е) . В результате длительности

t выходного импульса положительной полярности (фиг.2r) возрастает до уровня tqq (фиг.2 ) и на вькоде 8 эа время Т, „примыкающего цикла преобра-. зования формируется сигнал ошибки

+ьХ положительного значения, который стремится частично или полностью компенсировать ошибку — дХ,.„в последующем цикле Ти развертывающего преобразования (фиг.2 >) . Таким образом, результирующая погрешность работы, вызванная сигналом помехи, уменьшается.

Учитывая, что релейный операционный усилитель является существенно нелинейным звеном, степень его помехоустойчивости будет зависеть от взаимного положения во время сигналов Хп(г) и УЭ (t) (или У2 (t)) (фиг.2a,d и фиг. 3 o,é ) . Предположим, что сигнал помехи, в частности его импульсная составляющая Хя (фиг.3 ) прикладывается на вход 7 в интервале времени совпадения знаков сигналов Х (фиг.З ) с Y (t) (фиг.3 ) . Тогда импул -c Х препятствует переключению второго релейного элемента 6 в момент времени перехода сигналом Y (t) (фиг.Ç ) нулевого уровня (см.фиг.ЗЬ г) . Это увеличи вает длительность пложительного импульса выходного сигнала на величину at (фиг. З.г) . Далее изменение скважности сигнала на выходе 8 обусловлено импульсом Х„сигнала помехи (фиг.31 г).

Наличие сигнала на выходе усилителя 4 с зоной нечувствительности в данном случае влечет за собой рост в интервале tq производной сигнала интегратора 2 (фиг.Зл), что приводит к уменьшению времени

t41 формирования импульса Y (t) положительной полярности (фиг. За) по сравнению со значением t„ (фиг..Зд), которое имело место при отсутствии корректирующего сигнала на выходе усилителя 4 с зоной нечувствительности. В результате интервал времени t< (фиг.Зг) уменьшается до величины t (фиг.Зщ) и результирующая ошибка работы снижается.

Таким образом, по сравнению с устройством-прототипом предлагаемый развертывающий усилитель обладает более высокой помехоустойчивостью.

1 l 08468 п

xg

Ю g

-xg д о

8 е 0

-8

ФЙ2, 2

1108468

2 0 е 0

Составитель 0.0траднов

Техред Т.Маточка Корректор С.Шекмар

Редактор М.Петрова

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

Заказ 5867/36 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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