Трехканальный мажоритарный элемент

 

<»>843244

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Соцналнстнческнк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.08.79 (21) 2810601/18-21 (51) М. Кл.з

Н 03 К 19/23

G 06 F11 00 с присоединением заявки №вЂ”

Гнсуллрственный кюмнтет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 30.06.81., Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.81 (53) УДК 621 374.33 (088.8) ао делам нзебретеннй н юткрмтий

В. И. Редченко, А. И. Токмаков, Ю. В. Голови и В. В. Куванов 1 (..., (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) ТРЕХКАНАЛЬНЫЛ МА)КОРИТАРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано в резервированных системах управления.

Известно резервированное аналоговое устройство, содержащее три канала, каждый из которых содержит диффренциальный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью через резистор и положительной обратной связью через пороговый элемент, выполненный на стабилитронах, включенных встречно, и резисторах. Выход диффренциального усилителя подключен ко входу оконечного усилителя, а все устройство охвачено отрицательной обратной связью (1).

Недостатком известного устройства является то, что при неисправности одного канала на выходе устройства присутствует максимальный релейный сигнал, что вызывает выход из строя устройства при одной неисправности. Кроме того, даже при отключении неисправного канала ток на выходе устройства изменяется на одну треть, а диапазон выходных сигналов ограничен напряжением стабилитронов, применение которых в цепях обратной связи усилителя вызывает большие разбросы и погрешности допустимого отклонения выводного сигнала, что значительно снижает точность линейности и в целом надежность устройства.

Наиболее близкое по технической сущности устройство, содержащее в каждом канале операционный усилитель, первый вход которого подключен к источнику входного сигнала, а второй вход — к выходу мажоритарного элемента, мажоритарный блок дискретных сигналов, входы которого через

1о стабилитрон соединены с. выходами опера. ционных усилителей, а выход подключен к элементу нагрузки. Это устройство по сравнению с предыдущим позволяет в незначительной мере увеличить диапазон линейности и точность, устранить присутствие релейного сигнала при отказе (2J .

Однако известное устройство имеет огра:, ниченный диапазон линейности, недостаточные точность и надежность.

Цель изобретения — повышение надежности и улучшение точностных характеристик мажоритарного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в трехканальный мажоритарный элемент, 843244

2О

35

Формула изобретения

4О

45 содержащий по каждому каналу операционный усилитель, вход которого соединен с общей точкой двух последовательно включенных резисторов, один из которых подключен к входной шине, а другой — к элементу нагрузки, мажоритарный блок отрицательной полярности, содержащий шесть ключевых элементов, выполненных на транзисторах типа и-р-и-соединенных последовательно-попарно, в каждом ключевом элементе база транзистора подключена к общей точке резистивного делителя, состоящего из двух резисторов, один из которых соединен с эмиттером, а другой — с выходом операционного усилителя, причем выход первого операционного усилителя подключен к входам третьего и шестого ключевого элемента, выход второго операционного усилителя — к входам первого и четвертого ключевых элементов, выход третьего операционного усилителя к входам второго и пятого элементов, коллекторы транзисторов второго четвертого и шестого ключевых элементов через резисторы подключены к источнику питания, эмиттеры транзисторов первого, третьего и пятого ключевых элементов подключены к общей шине через два последовательно соединенных резистора, общая точка которых соединена с резисторами, подключенными ко входам операционных усилителей, дополнительно введен положительный мажоритарный блок, выполненный на транзисторах типа р-п-р, аналогичный отрицательному мажоритарному блоку.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Трехканальный мажоритарный элемент содержит в каждом канале операционные усилители 1 — 3, мажоритарный блок 4 положительной полярности, в состав которого входят шесть элементов соответственно 5—

10 и мажоритарный блок 11 отрицательной полярности, в состав которого также входят шесть ключевых элементов соответственно

12 — 17, входные резисторы 18 — 20, соединенные со входами операционных усилителей

1 — 3 выходы которых подключены поканально к входам соответствующих ключевых элементов. Все ключевые элементы 5 — 10 и 12—

17 соединены последовательно-попарно, а точка соединения ключевых элементов 6, 8, 10, 13, 15 и 17 через нагрузку 21 подключена к масштабному резистору 22 и через резисторы 23 — 25 обратной связи ко входам операционных усилителей 1 — 3 соответствующих каналов. 50

Устройство работает следующим образом.

После подачи питающих напряжений схема выделяет средний по величине из трех входных сигналов.

Предположим, что на входах оцерационных усилителей 1 и 2 присутствует нулевой входной сигнал Ь в„ = Ь вЂ” — О, а на входе третьего операционного усилителя 3 максимальный положительный сигнал. В этом случае потенциалы в схеме устанавливаются таким образом, что суммарный ток через нагрузку 21 равен нулю. При отработке нуле. вого входного сигнала в этом случае участвуют как ключевые элементы 5 — 10 мажоритарного блока 4 положительной полярности, так и ключевые элементы 12 — 17 мажоритарного блока 11 отрицательной полярности, взаимно-компенсирующие действие токов утечки транзисторов, входящих в состав схемы, доводя их при помощи масштабного резистора. 22и резисторов 18 — 20 обратной связи практически до нуля.

Аналогично схема работает при всех возможных комбинациях нулевых сигналов

U z, U z, и Ы < на входах. Во всех случаях схема практйчески не потребляет мощности от источников питания (+Е, -Е).

В случае различных величин сигналов при входах устройства Бв„, Ьв,, U Ä например U>z, > Ugq ).U <, ключевые элементы соответствующего мажоритарного блока, управляемые операционным усилителем

1 открываются, а ключевые элементы, управляемые операционным усилителем 3, закрывается, и через нагрузку 21 протекает средний ток, определяемый напряжением операционного усилителя 2.

Выбор соответствующего коэффициента передачи устройства обеспечивается масштабным резистором 22, резисторами 23—

25 обратной. связи и входными резисторами

18 — 20.

Таким образом, по сравнению с известным устройством, введение в схему второго мажоритарного блока положительной полярности, включение нагрузки в эмиттерную цепь и введение масштабного резистора обеспечивает уменьшение уходов нуля, увеличение чувствительности и точности, а также расширение диапазона линейности.

Трехканальный мажоритарный элемент, содержащий по каждому каналу операционный усилитель, вход которого соединен с общей точкой двух последовательно включенных резисторов, один из которых подключен к входной шине, а другой — к эле-. менту нагрузки, мажоритарный блок отрицательной полярности, содержащий шесть ключевых элементов, выполненных на транзисторах типа п-р-п и соединенных после- довательно-попарно, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения точностных характеристик, в каждом ключевом элементе база транзистора подключена к общей точке резистивного делителя, состоящего из двух резисторов, один из которых соединен с эмиттером, а другойс выходом операционного усилителя, причем выход первого операционного усилителя подключен к axokaM третьего и шестого ключе843244

Составитель Г. Тихомирова

Редактор Л. Пчелинская Техред Па. Бойкас . Корректор В. Бутяга

Заказ 8164/82 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вого элемента, выход второго операционного усилителя — к входам первого и четвертого ключевого элемента, выход третьего операционного усилителя к входам второго и пя- того ключевых элементов, коллекторы тран-, зисторов второго, четвертого и шестого ключевых элементов через резисторы подключены к источнику питания, эмиттеры транзисторов первого, третьего и пятого ключевых элементов подключены к общей шине через два последовательно соединенных резистора, общая точка которых соединена с резистора ми, подключенными ко входам операционных усилителей; дополнительно введен положительный мажоритарный блок, выполненный на транзисторах типа р-п-р, аналогичный отрицательному мажоритарному блоКу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 463977, кл. G 06 F 11/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 430508, кл. Н 03 К 1942, 1972.