Развертывающий операционный усилитель

 

РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно первьй сумматор, интегратор , второй сумматор, релейный элемент, выход которого подключен к nepBOhfy входу первого сумматора, второй вход которого является входом развертывакяцего операционного усилителя , третий сумматор, источник питания , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены первьй и второй одновибраторы , первый и второй ключи, причем входы первого и второго одновибраторов соединены с выходом релейного элемента, один вывод источника питания через первый ключ подключен ко второму входу второго сумматора, второй вывод источника питания через второй ключ подключен к третьему входу второго сумматора, выход первого одновибратора соединен с первым входом третьего сумматора и с управляющим входом второго ключа, выход второго одновибратора подключен к второму входу третьего сумматора и к (Л управляющему входу первого ключа, выход третьего сумматора соединен с входом сброса интегратора, выход релейного элемента является выходом раз§ вертывающего операционного усилителя. со о САЭ ОАЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН цц G 06 G 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12 (21) 3514179/24 -24 (22) 24.11.82 (46) 15.10.84. Вюл. N - 38 (72) Л.И.Цытович, Е.Ф.дубровский и H.Н.Кириллова (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (53) 681.335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .

Р 515117, кл. G 06 С 7/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

У 674040, кл. С 06 G 7/12, 1977 (прототип). (54)(57) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ

УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно первый сумматор, интегратор, второй сумматор, релейный элемент, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого является входом развертывающего операционного усилителя,третий сумматор, источник пита, SU„„119033 А ния, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены первый и второй одновибраторы, первый и второй ключи, причем входы первого и второго одновибраторов соединены с выходом релейного элемента, один вывод источника пита- ния через первый ключ подключен ко второму входу второго сумматора, . второй вывод источника питания через второй ключ подключен к третьему входу второго сумматора, выход первого одновибратора соединен с первым входом третьего сумматора и с управляющим входом второго ключа, выход второго одновибратора подключен к второму входу третьего сумматора и к управляющему входу первого ключа, выход третьего сумматора соединен с.. входом сброса интегратора, выход релейного элемента является выходом развертывающегоо операционного усилителя, Ф 11190

Изобретение относится к усилительным устройствам с импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Йзвестен развертывающий операционный усилитель, содержащий интегратор, релейный элемент, сумматор, масштабные резисторы 1 3.

Однако данное устройство характе- 1п ризуется низкой надежностью.

Наиболее близким.к предложенному является развертывакнций операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно первый сумматор, основной интегратор, второй сумматор, релейный элемент, третий суиматор, дополнительный интегратор, четвертый сумматор, элементс зоной нечувствительности. выход которого является выходом развертывающего операционного усилителя и соединен с вторым входом третьего сумматора, выход релейного элемента подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого является входом развертывающего операционного усилителя, соединенные последовательно выпрямитель . и перемножитель, выход которого подключен к вторым входам второго и четвертого сумматоров, второй вход перемножителя соединен с выходом релейного элемента P2).

Однако известный усилитель обладает низкой надежностью работы из-за отсутствия ограничения постоянной составляющей выходного сигнала.

Цель изобретения " повышение наЮ дежности работы за счет введения ограничения постоянной составляющей выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в развертывакщий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно первый сумматор, интегратор, второй сумматор, релейный

45 элемент, выход которого подключен к

1 первому входу первого сумматора, второй вход которого является входом развертывающего операционного усилиъО теля, третий сумматор,и точник пита-" ния; введены первый и второй одновиб» раторы, первый и второй ключи, причем входы первого и второго одновибраторов соединены с выходом релейного элемента, один вывод источника пита- 55 ния через первый ключ подключен к второму входу второго сумматора, второй вывод источника питания через

33 2 второй ключ подключен к третьему вхо-. ду второго сумматора, выход первого одновибратора соединен с первым входом третьего сумматора и с управляющии входом второго ключа, выход второго одновибратора подключен к второму входу третьего сумматора и к уп-.. равляющему входу первого ключа, выход третьего сумматора соединен с входои сброса интегратора, выход релейного элемента Мвляется выходом развертывающего операционного усилителя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема развертывающего операционного усилителя, на фиг.2 — временные диаграммы сигналов.

Усилитель содержит первый сумматор 1, интегратор 2, релейный элемент

3, первый и второй одновибраторы 4 и

5, второй сумматор .6, первый и.второй ключи 7 и 8, источник 9 питания, третий сумматор 10, вход 11 и выход 12.

Развертывающий операционный усилитель работает следующим образом..

Релейный элемент 3 имеет симметрнчные относительно нулевого уровня пороги переключения i 6 (фиг.2a).

Сигнал на выходе 12 не изменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением питания развертывающего операционного усилителя.

Основной канал преобразования входного сигнала включает в себя первый сумматор 1, интегратор 2, второй суиматор 6, релейный элемент 3 и представляет собой автоколебательную частотно-широтно-импульсную .систему.

Частота автоколебаний зависит от уров ня сигнала на входе 11 и соотношения постоянной времени интегратора 2 и пороговых уровней и 8 релейного элемента 3, При отсутствии сигнала на входе 11 напряжение на выходе интегратора 2 имеет форму симметричной пилы (фиг.2 ), так как амплитуды импульсов положительной и отрицательной полярности на выходе релейного элемента

3 равны по модулю между собой, а их среднее значение за период автоколебаний соответствует нулевому уровню.

Наличие сигнала управления на входе 1 1 приводит к изменению производной выходного напряжения интегратора

2 (фиг.2,6).

В случае несовпадения знаков сигналов с входа 11 и с выхода релейного

3 111903 элемента 3 скорость изменения выходного напряжения интегратора 2 определяется разностью токов входной и обратной связи, а в интервале совпадения знаков указанных напряжений произ- водная выходного напряжения интегратора 3 зависит от суммы соответствую" щих токов. В результате постоянная составляющая импульсов на выходе 12 эа период автоколебаний достигает ве-. 10 личины, пропорциональной сигналу на . входе 11 (фиг.2,6) .

Для ограничения максимальной величины постоянной составляющей сигнала на выходе 12 служат первый и второй одновибраторы 4 и 5, второй и третий сумматоры. 6 и 10 и первый и второй ключи 7 и 8.

Предположим, что максимально допустимому значению постоянной составляю-2б щей сигнала на выходе 12 соответствует длительность импульса отрицательной полярности (фиг.2,Ь).

На выходе второго одновибратора

5 формируется сигнал (фиг.2,ъ), под воздействием которого напряжение на выходе интегратора 2 принимает нулевое значение (фиг.2,e) благодаря воздействию на него через вход сброса, ! а первый ключ 7 замыкается (фиг.2,е) . 3p

3 4

Тогда ю вход второго сумматора 6 подается импульс (фиг.2, ), амплитуда которого соответствует положительному. напряжению источника 9 питания, а длительность равна длительности выходного импульса второго одновибратора 5., В течение этого времени релей- ный элемент 3 принудительно удерживается в требуемом состоянии. После окончания выходного импульса второго одновибратора 5 выходной сигнал интегратора 2 изменяется в отрицательном направлении (фиг ° 2,е) и достигает величины 8 что вызывает очередное переключение релейного элемента 3.

Благодаря перечисленным процессам постоянная составляющая импульсов на выходе 12 остается величиной практически постоянной. В случае, когда длительность импульса положительной полярности на выходе 12 превышает заданное значение, в работу включаются первый одновибратор 4 и второй ключ 8 °

Таким образом, за счет ограничения максимального значения среднего значения сигнала на выходе 12 повышается надежность работы развертываницего операционного усилителя.

1119033

КЮЮ4/ 7

Составитель И.Шелипова

Редактор Н.Воловик Техред Л.Коцюбняк Корректор О.Луговая

Заказ 7455/37 Тираж 698 Подписное

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