Регулируемый ограничитель

 

(72) Авторы изобретения

С.В.Кочетков и Р.Н.ЛопафеВ \

Всесоюзный научно-исследовательский институт алектромааиностроения (7!) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в устройствах систем автоматического управления.

Известны ограничители, содержащие операционный усилитель с диодными ячейками на входе и в цепи обратной связи. В таких устройствах используется принцип суммирования токов диодных ячеек на входе операционного усилителя D g.

Применение диодных блоков нелиней" ности не позволяет получить достаточную точность ограничения из-за не- . идеальности вольт-амперных характе,15 ристик диодов.

Наиболее близким техническим реаением к предлагаемому является инвертор с управляемым ограничением выходного сигнала, содержащий дифференциальный компаратор, входы которого подключены соответственно к источникам входного сигнала ограничения, а выход соединен с входом формироватеjns сигнала управления. Выходы форми рователя сигналов управления подключены к управляющим входам четырех .. ключей. Суммирующий вход операционного усилителя, работающего в режиме инвертора, через два ключа соединен с общим выводом масштабных резисторов, которые подключены к источнику входного сигнала, и со средним выводом делителя, который подключен к источнику сигнала ограничения. Два других ключа соединяют общий вывод масштабных резисторов и средний вывод делителя с виной нулевого потен циала (2$.

Недостатки . данного устройства ограниченная область применения иэза наличия одного отрицательного уровня, т.е. схема является нереверсивйой, и недостаточная точность .ограничения.

Целью изобретения является расвирение области применения эа счет обеспечения ограничения двухполярмым масштабными резисторами Б и 7.

Превышение установленного уровня (верхнего или нижнего) вызывает срабатывание компаратора 1, по одному из уровней ограничения выходной сигнал которого, открывает либо ключ

3, либо ключ 4 в зависимости от того, какой уровень превышен. Этот же сигнал компаратора, пройдя через элемент ИЛИ-НЕ 2, закроет ключ 5.

Это приведет к тому, что на выход операционного усилителя будет проходить постоянное напряжение соответствующего источника ограничивающего сигнала с коэффициентом передачи, определяемым масштабными резисторами 9 и 7. Коэффициент передачи входного сигнала будет ничтожно мал, так как сумма сопротивления разомкнутого ключа 5 и масштабного резистора 8 много больше сопротивления масштабного резистора 7 в цепи обратной связи операционного усилителя 6.

По сравнению с прототипом предлагаемая схема имеет симметричную коммутацию как по напряжениям ограничения обеих полярностей, так и по входному сигналу.Это обеспечивает их большую стабильность и точность воспроизведения уровней ограничения и коэффициента передачи по входному сигналу, Предлагаемое. устройство позволяет формировать характеристики ограничения с положительнйм или отрицательным перепадом в зависимости оТ соотношения сопротивления резисторов 8 и 9.

Вид характеристики вход-выход при различных соотношениях величин этих сопротивлений показан на фиг,.2.

Работа регулируемого ограничителя с двойным ограничением выходного сигнала проверена на макете и в опытных образцах аппаратуры. При этом зафиксировано, что относительная погрешность уровня ограничения от конечности сопротивления разомкнутого ключа не более 0,24.

Формула изобретения

Регулируемый ограничитель, содержащий компаратор, первый вход которого является сигнальным входам регулируемого ограничителя, а второй— входом задания первого уровня огра3 942055 ного сигнала и повышения точности ограничения.

Указанная цель достигается тем, что в регулируемый ограничитель, содеРжащий компаратор, первый вход которого является сигнальным входом регулируемого ограничителя, а второй - входом задания первого уровня ограничения, и операционный усилитель, выход которого является выхо- 10 дом регулируемого ограничителя и соединен через первый. масштабйый ре : зистор с входом операционного усилителя, .подключенным через второй масштабный1 резистор к выходам двух .,1З ключей, управляющие входы которых соединены с выходами компаратора, введены элемент ИЛИ-НЕ и третий ключ, вход которого соединен с сигнальным входом регулируемого ограничителя, выход через третий масштабный резистор подключен к входу операционного усилителя, а управляющий вход связан с выходом элемента

ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами компаратора, при этом вход первого ключа подключен к входу задания первого уровня ограничения, а вход второго ключа - к входу задания второго уровня ограничения регулируемого ограничителя, соединенного с третьим входом компаратора.

На фиг.1 представлена. схема регулируемого ограничителя; на фиг.2,.его передаточная характеристика. .Регулируемый ограничитель (фиг. 1) содержит компаратор 1, элемент ИЛИНЕ 2, кпючи 3-5 и операционный уси" питель. 6 с масштабными резисторами

7-10. Входы компаратора 1 соединены с входами ключей 3 и 4, а его выходы - с управляющими входами ключей

3 и 4, а также с входами элемента

ИЛИ-НЕ 2, выход которого подключен к управляющему входу ключа 5. По.. роговые входы компаратора 1 являются входами уровня ограничения регулируемого ограничителя и через масштабнйй резистор 9 подключены к инверсному входу операционного усилиSO теля 6, который через ключ 5 и масш», табный резистор 8 подключен к сигнальному входу компаратора. При входном сигнале, не превышающем уровень ограничения, ключи 3 и 4 разомкнуты, а ключ. 5 замкнут, и ограничитель работает в режиме линейного инвертора входного сигнала с коэффициентом передачи, определяе-

942055

8НИИПИ Заказ 4843/41 Тираж 731 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 5 ничения, и операционный усилитель, выход которого является выходом регулируемого ограничителя и соединен через первый масштабный резистор с входом операционного усилителя, подключенным через второй масштабный резистор к выходам двух ключей, управляющие входы которых соединены с выходами компаратора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью., расширения области применения за счет обеспечения ограничения двухполярного сигнала и повышения точ" ности ограничения, в него введены элемент ИЛИ«НЕ и третий .ключ, вход которого соединен с сигнальным входом регулируемого ограничителя выход через третий масштабный резистор подключен к входу операцион6 ного усилителя, а управляющий вход связан с выходом элемента ИЛИ-HE входы которого соединены с выходом компаратора, при этом вход первого ключа подключен к входу задания пер-. вого уровня ограничения, а вход второго ключа " к входу задания второго уровня ограничения регулируемого ограничителя, соединенного с треi0 тьим входом компаратора.

Источники информации, принятые во вйимание при экспертизе

1. Тетельбаум И.И., Йнейдер Ю.P.

400 схем для. А8М. И., нЭнергия",, 1978, с.54-64.

2, Авторское свидетельство СССР

8 746580, кл. G 06 6 7/25. 1978 (прототип).