Устройство для выделения максимально-го напряжения

 

Союз Советских

Социалистических республик

<л807324

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.0478 (21) 2602377/18-24 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 23.02.81. бюллетень 89 7 (51)М. Кл.з

6 06 6 7/02

ГосударСтвенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 335. (088. 8) Дата опубликования описания 230281 (72) Авторы изобретения

A,Â, Гвоздев, С.И. Неженцев и В.П, Шарай г

l (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к кибернетике, автоматике, технике многоканальной связи и, в частности, может быть использовано в качестве классифицирующей схемы в системах распознавания.

Известны устройства для селекции максимального напряжения, обеспечивающие выбор максимального напряжения из множества выходных сигналов потенциометрических датчиков. Сравниваемые напряжения подаются на базы транзисторов. Транзисторы в качестве нагрузки имеют реле или сигнальные лампы для индикации канала с наибольшим сигналом. В цепи питания транзисторов включено общее балластное сопротивление — Поэтому в открытом состоянии находится только один транзистор и именно тот, на базу которого подано максимальное напряжение (1), Однако в устройстве используются транзисторы в режиме усиления и оно имеет малую разрешающую способность селекции сигналов,-обусловленную небольшим коэффициентом усиления транзисторов и нестабильностью величины разрешающей способности, обус2

1 ловленной разбросом коэффициентов усиления транзисторов, а также различными внешними дестабилизирующими факторами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является детектор максимального напряжения, содержащий, усилители постоянного тока, на инвертирующие входы которых

1О подаются сравниваемые напряжения.

Выходы усилителей подключены к логической схеме, которая выделяет усилитель, сохраняющий уровень (21, Известное устро ство имеет тот

15 недостаток, что оно слишком громоздко из-за использования относительно сложной логической схемы. Кроме того, функциональные возможности

его ограничены, поскольку это устрой20 ство только определяет канал, в котором действует максимальное напряжение, но не передает на выход информации о величине этого напряжения, что в ряде случаев бывает не-, 25 обходимо.

Пель изобретения - повышение достоверности результата и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается

З9 тем, что устройство для выделения

807324 максимального напряжения ц содержащее дифференциальные усилители, выходы которых через пороговые элементы, например, диоды, соединены с выходной шиной устройства, масштабный резистор обратной связи, один вывод которого подключен к выходной шине устройства, и входные масштабные резисторы, первый вывод каждого из которых соединен с соответствующим входом устройства, которое содержит дополнительные масштабные: резисторы, причем дополнительный входной масштабный резистор включен между входом опорного напряжения и инвертирующими входами дифференциальных усилителей, соединенными с другим выводом масштабного резистора обратной связи, а неинвертирующие входы дифференциальных усилителей-подключены ко вторым выводам соответствующих входных масштабных резисторов, соеди - 20 ненных через соответствующие дополнительные масштабные резисторы с шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устрой- 25 ства для выделения максимального напряжения из сигналов положительной полярности.

Устройство содержит дифференциальные усилители 1, 2...3, выходы ЗО которых через пороговые элементы, например диоды 4-6 подключены к выходной шине 7. Со входа 8 опорного напряжения через входной масштабный резистор 9 на инвертирующие, включенные параллельно, входы 10 дифференциальных усилителей 1-3 поступает опорное напряжение положительной полярности. Между выходной шиной 7, и -входом 10 включен масштабный резистор 11 обратной связи. Сравнивае- 40 мые напряжения поступают на неинвертирующие входы 12-14 через делители, содержащие входные масштабные резисторы 15 и масштабнь1е резисторы lб.

Наличие положительного напРяжения 45 на одном из выходов 17, 18...19 указывает на канал с максимальным входным напряжением, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда сравниваемые напряжения на входах 12, l3 .;14 отсутствуют, а на вход 8 подается опорное напряжение достаточной величины и положительной полярности, все дифференциальные усилители 1-3 будут находиться s Режиме насыщения отрицательного сигнала, Диоды 4-6 закрыты, поскольку на выходах 17-18 имеется отрицательное 40 напряжение. На выходе устройства 7 будет напряжение, близкое к нулю, так как нагрузка обычно имееточень малую величину. Общая для всех усилителей 1-3 цепь обратной связи, 65 состоящая из резистора 11 и диодов

4-6 разомкнута.

В общем случае как опорное напряжение на входе 8, так и сравниваемые положительные напряжения на входах 12-14 могут изменять свою величину. Поэтому рассмотрим работу схемы устройства в:некий фиксированный момент времени для мгновенных значений опорного и сравниваемых напряжений. Для определенности также предположим, что в этот момент времени напряжение на входе 13 является максимальным среди сравниваемых напряжений на входах 12-14 удтройства и, кроме того, превышает по величине опорное напряжение на входе 8. В этом случае все усилители, кроме усилителя 2,останутся в режиме насыщения отрицательного сигнала, а на их- выходах будет напряжение, близкое к напряжению отрицательного источника питания. На неинвертирующем входе усилителя 2 положительное напряжение превышает опорное в рассматриваемый момент времени. Вследствие этого выходное напряжение усилителя 2 изменит полярность на положительную и начнет быстро возрастать, так как обратная связь усилителя 2 разомкнута и его коэффициент усиления очень велик (в реальных дифференциальных усилителях в микросхемном исполнении он находится в пределах 10 ...106), Когда возрастающее выходное напряжение усилителя

2 достигнет напряжения отпирания диода 5, последний откроется. Выходное напряжение усилителя начинает поступать через диод 5 на выходную шину 7 и через резистор 11 — на вход усилителя 2. Таким образом, усилитель 2 переходит в режим ли-. нейного усиления с резистором ll в качестве резистора обратной связи.

Поэтому напряжение на шине 7 и на выходе усилителя 2 увеличивается до тех пор, пока напряжение в точке

10 по отношению к общей шине не станет равным нулю. Скорость предлагаемой выше последовательности событий при селекции максимального напряжения практически ограничивается динамическими свойствами.используемых дифференциальных усилителей.

Разрешающая способность селекций напряжений определяется в основном коэффициентом усиления используемых дифференциальных усилителей при разомкнутой цепи обратной связи.Очевидно, что если в некоторый следующий момент времени соотношения величин входных сигналов между собой и опорным напряжением изменятся, вследствие описанной .выше последовательности событий включается в линейный режим усИления какой-либо очередной дифференциальный усилитель, на входе которого окажется макси.. 807324

ВНИИПИ Заказ 294/75 Тираж 756 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 мальное напряжение. В любом случае резистор 11 всегда используется. в, качестве сопротивления обратной связи. Выходы усилителей 17 18...19 могут использоваться для сигнализации о канале с максимальным входным напряжением по наличию на этом выходе положительного сигнала. Таким образом, выходное напряжение (ПВы ) предлагаемого устройства формируется в соответствии со следующим выражением

10 шах Пзх рп х 1=4 2,3- 1."-

1 . 1 где К - коэффициент передачи 1-ro дифференциального усилителя в режиме линейного уси- 15 ления;

U . — входное напряжение 1-ro вх.. усилителя;

0 „ — опорное напряжение.

Вполне очевидно, что в случае . Щ

0„д = О на выходе 7 предлагаемого устройства будет находиться напряжение, пропорциональное максимальному среди сравниваемых напряжений.

Устройство для выделения максимального напряжения иэ сигналовотрицательной полярности отЛичается от представленного на чертеже следующим: на вход 8 необходимо подавать опорное напряжение отрицательной полярности1 сравниваемые напряжения, поступающие На входы 12 13.. . ...."4, должны иметь отрицательную полярность; диоды 4-6 должны быть включены в полярности, обратной от указанной на чертеже.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с известными повышение достоверности

8 . ю результата и позволяет упростить устройство эа счет исключения логической схемы для .определения канала с максимальным сигналом.

Формула.изобретейия

Устройство для выделения максимального напряжения, содержащее дифференциальные усилители, выходы которых через пороговые .элементы, например,диоды, соединены с выходной шиной устройства, масштабный резистор обратной связи, один вЫвод которого подключен к выходной шине устройства, и входные масштабные резисторы, первый вывод каждого из которых соединен с соответствующим входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повйшения достоверности результата и упрощения устройства, оно содержит дополнительные масштабные реэисторы, причем дополнительный входной масштабный резистор включен между входом опорного напряжения и инвертирующими входами дифференциальных усилителей, соединенными с другим выводом мас.штабного резистора обратной связи, а неинвертирующие входы дифферен" циальных усилителей подключены ко вторым выводам соответствующих входных масштабных резисторов, сое" диненных через соответствующие дополнительные масштабные резисторы с шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Патент США Ю 3.158.849, кл. 340-182,, 1964.

2.Люмия Р. Детектор максимального напряжения.-"Электроника",1977,916, с. 44 (прототип).