Устройство сравнения

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сравнения любых двух сигналов постоянного тока с гальваническим разделением между цепями входов и выходов. Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что оно содержит ДБухобмоточные трансформаторы 1 и 2, вторичные обмотки 3 и 4 которых через первьй и второй диоды 5 и 6 подключены к конденсаторам 7 и 8 и к первому и второму входам 9 р 10 вычитающего усилителя 11, вторичные обмотки 12 и 13 трансформато- DOB 1 и 2, конденсаторы 14 и 15, с сл с 8 JL28

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 05 В 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ю„

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

И A BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4130233/24-24 (22) 08. 10. 86 (46) 23.03.88. Бюл, № 11 (71) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики

Чебоксарского производственного объединения Промприбор" (72) Ю.В.Захаров, А.А.Попов, А.С.Худяев и И.Н.Белков (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 1160325, кл. G 01 R 19/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 466485, кл. G 05 В 1/01, 1973.

Ялышев И.У. и др. Многофункциональные регулирующие устройства автоматики, — М.: Машиностроение,1981, с. 156.

„„SU„„1383284 А 1 (54) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сравнения любых двух сигналов постоянного тока с гальваническим разделением между цепями входов и выходов. Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства. Поставленная цель достигается sa счет того, что оно содержит двухобмоточные трансформаторы 1 и 2, вторичные обмотки 3 и 4 которых через первый и второй диоды

5 и 6 подключены к конденсаторам 7 и 8 и к первому и второму входам 9

10 вычитающего усилителя 11 вторичные обмотки 12 и 13 трансформаторов 1 и 2, конденсаторы 14 и 15, 1383284 включенные параллельно источникам

29,, 30 входных сигналов и через диоды 16 и 17 подключенные к обмоткам

12 и 13, источник 18 напряжения питания, генератор 19 импульсов,транзистор 20, третий и четвертый диоды

21 и 22. Вычнтающий усилитель 11 содержит операционный усилитель 23, инвертирующий вход которого соедиИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сравнения сигналов постоянного тока с гальванической развязкой между ними. 5

Цель изобретения — повышение точности и надежности устройства.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит первый и вто- 10 рой трансформаторы 1 и 2, вторичные обмотки 3 и 4 первого и второго трансформаторов 1 и 2, первый и второй диоды 5 и 6, третий и четвертый конденсаторы 7 и 8, первый и второй вхо 15 ды 9 и 10 вычитающего усилителя 11, вторичные обмотки 12 и 13.первого и второго трансформаторов 1 и 2, первый и второй конденсаторы 14 и 15, пятый и шестой диоды 16 и 17, источник 18 напряжения питания, генератор

19 импульсов, транзистор 20, третий и четвертый диоды 21 и 22, операционный усилитель 23, первый 24, третий 25, второй 26 и четвертый 27 резисторы, общую шину устройства 28, первый и второй источники 29 и 30 входных сигналов.

Генератор 19 импульсов периодически открывает транзистор 20, который через диоды 21 и 22 подает напряжение с выхода источника 18 напряжения на обмотки 3 и 4 трансформаторов

1 и 2. При этом токи через обмотки

3 и 4 трансформаторов 1 и 2 нарасdi тают — имеет положительное эначеdt ние, поэтому на обмотках 3, 4, 12 и 13 наводится ЗДС такой полярности, что диоды 5, 6, 16 и 17 закрываются. 40

При прохождении тока через обмотки

Э и 4 в индуктивностях трансформатонен через резистор 24 с первым входом 9 вьгчитающего усилителя, а через резистор 25 — с выходом операционного усилителя 23, являющимся выходом устройства ° Неинвертирующий вход операционного усилителя 23 соединен через резисторы 26 и 27 соответственно с вторым, входом 10 вычитающего усилителя и общей шиной.1 ил. ров 1 и 2 запасается энергия ° После окончания импульса на выходе генератора 19 импульсов транзистор 20, диоды 21 и 22 закрываются, ток через эти диоды прекращается, но ток через обмотки 3 и 4 не прекращается, так как известно, что ток через индуктивность скачком измениться не может. Ввиду того, что источник 18 напряжения питания закрытым транзистором 20 отключается от обмоток 3 и

4, ток через эти обмотки начинает а уменьшаться значение — становится

Э

dt отрицательным, следовательно, полярность напряжения на обмотках 3 и 4 меняется на противоположную чта приводит к открыванию диодов 5, 6 16 и 17, и ток через индуктивность замыкается через цепь диод 5 — конденсатор 7 — обмотка 3.

Входные сигналы прикладываются к конденсаторам 14 и 15 и заряжают конденсаторы 14 и 15 до напряжения U и U» Обмотки 3 и 12 и 4 и 13 трансформаторов индуктивно связаны, поэ тому напряжения на э тих обмотках при одинаковых числах витков равны.

Напряжение на обмотке 12 равно сумме напряжений на конденсаторе 14 и диоде 16, а на обмотке 3 — сумме напряжений на конденсаторе 7 и диоде 5.

Диоды 5 и 16 работают в одинаковых условиях, и если их выбрать одного типа, изменения напряжения на них будут компенсироваться. Из изложенного следует, что напряжения на конденсаторах 14 и 7 равны между собой.

Аналогично можно показать, что напряжения на конденсаторах 8 и 15

1383284

Формула изобретения

Составитель Г.Нефедова

Техред А.Кравчук Корректор В. Бутяга

Редактор Е. Папп

Подписное

Заказ 1295!44 Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 равны (при одинаковых числах витков обмоток 4 и 13 и одинаковых типах диодов). Напряжение с конденсатора 7 подается на вход 9 вычитающего

> устройства 11, с конденсатора 8 на вход 10, на выходе вычитающего устройства 1! сигнал равен разнице сигналов на входах 9 и 10, так как эти сигналы по значению равны входным сигналам U „ è U „ то выходЬХ1 ь" 2 ной сигнал будет равен разности между входными сигналами. Таким образом, устройство позволяет сравнивать с высокой точностью два входных сигнала с гальваническим разделением.

Более высокая точность предлагаемого устройства в сравнении с известным обусловлена тем, что транзистор

20 в предлагаемом устройстве работает в ключевом режиме, при этом изменения его параметров (Т„, P, U ) существенно меньше влияют на работу устройства, изменения напряжений на диодах 5 и 16, 6 и 17 и 21 и 22 взаимно компенсируются, обмотки 3 и 12 и 4 и 13 трансформаторов 1 и 2 можно намотать в 2 провода, поэтому напряжения на них будут взаимно равны с высокой точностью и изменения параметров трансформаторов взаимно компенсируются; кроме того, диоды 5 и

16 и 6 и 17 взаимно компенсируют свои нелинейности, поэтому в предлагаемом устройстве отсутствует нелинейность амплитудного детектора.

В предлагаембм устройстве отсутствуют автогенераторы с мягким запуском, которые недостаточно надежны, кроме того, устройство содержит меньшее количество комплектующих деталей, а следовательно, надежнее °

Устройство сравнения, содержащее ъ генератор импульсов, первый и второй источники входных сигналов, источникнапряжения питания, транзистор,первый и второй трансформаторы, первые выводы первичных, обмоток которых соединены с первыми обкладками соот5 ветственно первого и второго конденсаторов, первые выводы вторичных обмоток — с общей шиной устройства и с первыми обкладками соответственно третьего и четвертого конденсаторов, а вторые выводы вторичных обмоток— с катодами соответственно первого и второго диодов, аноды которых соединены с вторыми обкладками соответственно третьего и четвертого конденсаторов и с первыми выводами соответственно первого и второго резисторов, и операционный усилитель, выход которого является выходом устройства и подключен к первому выводу третьего резистора, инверсный вход которого подключен к вторым выводам первого и третьего резисторов, а прямой вход — к второму выводу второго резистора и к первому выводу четвертого резистора, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, в нем установлены третий, четвертый, пятый и шестой диоды, причем эмиттер транзистора подключен к выходу источника напряжения питания, база — к выходу генератора импульсов, а коллектор — к анодам третьего и четвертого диодов, подключенных катодами к катодам соответственно первого и второго диодов, аноды пятого и шестого диодов соединены с вторыми выводами первичных обмоток соответственно первого

40 и второго трансформаторов, а катоды— с вторичными обкладками соответственно первого и второго конденсаторов и с первыми выходами соответственно первого и второго источников входных сигналов, подключенных вторыми выходами к первым обкладкам соответственно первого и второго конденсаторов.