Релейный усилитель

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами. Цель изобретения - повышение точности. Усилитель содержит первый 1 и второй 2 разделительные трансформаторы, входные шины 3 и 4, первый 5 и второй 6 токоограничивающие резисторы, генератор 7 периодического напряжения прямоугольной формы, первый 8 и второй 9 масштабные однополярные усилители, сумматор 10, первый 11 и второй 12 компараторы, сглаживающий конденсатор 13, первый 14 и второй 15 переключатели и выходную шину 16. Введение дополнительных элементов позволяет исключить зону нечувствительности, характерную для известного устройства, а также существенно улучшить линейность статической характеристики усилителя. 2 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

CQLIHAËÈÑÒÈ×ECHÈÕ

РЕСПУБЛИН

ОО1 С 06 С 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭ06РЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

lIPH ГКНТ СССР (21) 4328685/24-24 (22) 17.11.87 (46) 5.07.89. Вюл. У 26 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинскorо комсомола (72) Н.В. Поваров, P.М. Рахматулин, Л.И. Цытогич и В.Г. Попов (53) 681. 335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

119 924718, кл. G 06 G 7/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1091179, кл. G 06 G 7/12, 1983. (54) РЕЛЕЙНЬ!Й УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами. Дель изобретения — по„.SU„„1494020 А 1

2 вышение точности. Усилитель содержит первый 1 и второй 2 разделительные трансформаторы, входные шины 3 и 4, первый 5 и второй 6 токоограничивающие резисторы, генератор 7 периодического напряжения прямоугольной формы, первый 8 и второй 9 масштабные однополярные усилители, сумматор 10, первый I1 и второй 12 компараторы, сглаживающий конденсатор 13, первый 14 и второй 15 переключатели, выходную шину 16. Введение дополнительных элементов позволяет исключить зону нечувствительности, характерную для известного устройства, а также существенйо улучшить линейность статической характеристики устройства. 2 ил.

1494020

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами.

Цель изобретения — повышение точности работы релейного усилителя.

На фиг. 1 изображена структурная схема релейного усилителя; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие работу релейного усилителя.

Релейный усилитель содержит первый разделительный трансформатор с первой 1 -1, второй 1-2 и третьей

1-3 обмотками, второй разделительный трансформатор 2 с первой 2-1,второй

2-2 и третьей 2-3 обмотками, первую 3 и вторую 4 входные шины, первый 5 и второй 6 токоограничивающие резисторы, генератор 7 периодического напряжения прямоугольной формы, первый S и второй 9 масштабные однополярные усилители, сумматор 1О, первый 11 и второй 12 компараторы, сглаживающий конденсатор 13, пер.вый 14 и второй 15 переключатели и выходную пину 16.

Релейный усилитель работает следующим образом.

При включении питания релейного усилителя на выходе генератора 7 периодического напряжения прямоугольной формы появляется последовательность периодических импульсов (фиг. ? а), которые пccтупаюг на включенные последовательно с токоограничивающими резисторами 5 и 6 обмотк 1-2 и 2-2.

Под действием этого напряжения по обмоткам трансформаторов ) и 2 начинает проте:;1T2 ток, темп изменения которогэ невысок, когда магнитопроводы не насьш!ены. Если же магнитопроводы насыщены,, то ток изменяется до своего максимального значения мгно венно, оставаясь затем постоянным.

При указанных изменениях тока в обмотках 1-3 и 2-3 наводятся ЭДС, величина которых отлична от нуля при ненасыщенных магнитопроводах, и равна нулю, когда они насыщЕны..

Допустим, входной сигнал равен нулю (фиг. 2 б), тогда ЭДС, наводимые в обмотках 1-3 и 2-3, будут равны а поскольку эти обмотки включен ны встречно, то ЭДС, наводимые в них, будут вычитаться и их разность пает одновременно на первый 8 и вто25 рой 9 масштабные. олнополярные уси30

45

5

1О

20 будет равна нулю (фиг. 2 в), а сле— дов атель но, и напряжение на выходе релейного-усилителя также равно нулю (фиг . 2 ж)

Допустим, входной сигнал отличен от нуля и, например, положителен (фиг. 2 б) . Тогда в первый полупериод изменения выходного напряжения генератора 7 один трансформатор будет насыщаться раньше, а другой позже, нежели при нулевом входном сигнале. Во второй полупериод процесс насыщения магнитопроводов происходит наобо! от.

В результате закон изменения во времени ЭДС г об".;с тках 1-3 и 2-3 изменится. При этом, очевидно, среднее значение на выходе обеих обмоток l 3 и 2-3 бу,,ет равно нулю (фиг. 2 в).

Разностный <игнал (е, -е ) со второго вывода обмотки 2-3 постулители и первый компаратор ll .

1!асштабные усилители 8 и 9 схемотехнически реализованы .ак, что на выходе усилителя 8 может быть только сигнал положительной полярности, а на выходе усилителя 9 — отрицательной, причем коэффициенты усиления усилителей 8 и 9 равны.

Таким образом, на выходе усилителя 8 присутствует положительная часть разностного сигнала (е -е ) (ЭДС обмоток 1-3 и 2-3, умноженная на коэффициент усиления, а на выходе усилителя 9- отрицательная (фиг. 2 в,г и д)

На протяжении всего периода времени, когда сигнал (е<- е ) положителен, выходной сигнал компаратора

11 максимален по амплитуде и также положителен. В период времени, когда сигнал {.е, — е ) отрицателен, сигнал, <,максимален по амплитуде и также отрицателен (фиг. 2 в и е).

Таким образом, при поступлении разностного сигнала (е, — е ) на вход компаратора 1! на выходе компаратора 11 формируется очередность разнополярных по знаку и максимальных по амплитуде импульсов. С помощью сглаживающего конденсатора 13 из этой очередности разнополярных импульсов выделяется средняя составляющая (фиг. 2 е), которая меня1494020 ется по амплитуде, но постоянна по знаку, т.е. отрицательна тогда, когда 1.,положителен, и положительна.. тогда, когда 1. „ отрицателен.

Этот сигнал поступает на вход второго компаратора l 2, который переходит в одно из двух установившихся состояний, а именно, если i „ положителен, то на выходе второго компаратора 1 2 сигнал максимальной амплитуды отрицательной полярности (в этом случае переключатель 14 замкнут, а переключатель 15 разомкнут), если

i отрицателен, то на выходе второго компаратора 12 сигнал максимальной положительной амплитуды (в этом случае переклкчатель 14 разомкнут, а переключатель 15 замкнут), Поскольку переключатель 14 замкнут, а переключатель 15 разомкнут (д „положителен), то выходной сигнал первого масштабного однополярного усилителя 8 через переключатель 14 поступает на шину нулевого потенциала, а выходной сигнал второго масштабного однополярного усилителя 9 (отрицательной полярности) поступает на второй вход сумматора 10, имеющего инвертирующую характеристику, в результате чего на его выходе, а следовательно, и на выходной шине

l7 релейного усилителя формируется последовательность импульсов положительной полярности.

При изменении полярности входного сигнала алгоритм работы релейного усилителя аналогичен вышеописанному с точностью до знака (фиг . 2 а фиг. 2 ж), т.е. на конденсаторе 13 формируется напряжение положительного знака, в результате чего на выходе компаратора 12 — максимальный положительный сигнал, переключатель

14 разомкнут, а переключатель 15 замкнут. Выходной сигнал со второго масштабного усилителя 9 через переключатель 15 поступает на шину нулевого потенциала, а выходной сигнал первого масштабного усилителя 8 поступает на первый вход сумматора

10,в результате чего на выходе релейного усилителя формируется последовательность импульсов отрицательной полярности.

Формул а изобретения

Релейный усилитель, содержащий первый и второй разделительные трансформаторы с тремя обмотками каждый, первые выводы первьж обмоток разделительных трансформаторов объединены, вторые выводы первых обмоток разделительных трансформатор<в являются входными шинами релейного усилителя, первые выводы вторых обмоток разделительных трансформаторов соединены с первыми выводами первого и второго токоограничивающих резисторов соответственно, вторые выводы которых подключены к первой выходной клемме генератора периодического напряжения прямоугольной формы, вторая выходная клемма которого соединена с вторыми выводами вторых обмоток разделительных трансформаторов, первые выводы третьих обмоток разделительных трансформаторов объединены, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности работы усилителя, в него введены первый и второй масштабные однополярные усилители, сумматор, первый и второй компараторы, первый и второй переключатели, сглаживающий конденсатор, причем второй вывод третьей обмотки первого разделительного трансформатора соединен с первым выводом сглаживающего конденсатора и подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод третьей обмотки второго разделительного трансформатора подключен к входам первого и второго масштабных однополярных усилителей и к входу первого компаратора, выход которого соединен с вторым выводом сглаживающего конденсатора и с входом второго компаратора, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго переключателей, выходы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а информационные входы подключены к выходам первого и второго масштабных однополярных усилителей и соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом релейного усилителя.

1494020

Фиг.2

Составитель В. Алекперов

Техред А. Кравчук Корректор И. Горная

Редактор А. Ревин

Заказ, 4112/46 Тираж 668 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101