Трехканальное резервированное аналоговое устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11949639 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08. 10. 80 (21)2995036/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 07 08 82 Бюллетень ¹29

Дата опубликования описания 07 08 82 (51) М. Кд.

G 05 B 23/02

Н 05 К 10/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

j53) УДК 6 25: 681, .3.19(088,8) В.A.Êoíoôüåâ, В;К.Лой и В.Н.Рябо сонь.

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТРЕХКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ АНАЛОГОВОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено для построения систем повышенной надежности.

Известно резервированное аналоговое устройство, содержащее по каждому каналу операционный усилитель, в котором для повышения точности работы и снижения влияния внутреннего сопротивления источников сигналов и сопротивления нагрузки резисторы в цепях обратной связи операционных усилителей присоединены вторыми выводами к выходу диодно-,резистивной схемы выбора и к выходу устройства $1J .

Недостатками устройства являются малый.диапазон линейного выходного напряжения (U „„ 0,3 ц,щ,. ) и боль шая погрешность при наличии одной неисправности (неисправности типа короткого замыкания или обрыва одного иэ выходных диодов приводят к появлению погрешности более 100%).

Известно также устройство для выделения срединного значения, содержащее (Zn+1) параллельных каналов, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных входного масштабного резистора, усилителя и ограничителя тока, выход которого подключен к выходу устройства и через масштабный резистор обратной связи соединен со входом усилителя. Повышение быстродействия и расширение полосы рабочих частот в нем достигнуто за счет введения в каждый канал сглаживающих конденсаторов, включенных параллельно ограничителю тока 12) .

Недостатки устройства — малый диа. пазон линейного выходного напряжения

Щы„щ „-0 2 U вит ) и значительная погрешность коэффициента передачи устройства, так как погрешность коэф15 фициента передачи операционного усилителя прямо пропорциональна приведенному к его неинвертирующему входу коэф-фициента передачи. В устройстве только часть (ЛИ вЂ”" двысь) выходного тока операционного усилителя, работающего в линейном режиме, поступает на нагрузку, а большая его часть ответвляется через ограничитель тока на один из операционных усилителей, работающих в режиме насыщения (имеющего выходное напряжение другой. полярности).

Это приводит к увеличению коэффициента передачи операционного усилителя и возрастанию погрешности коэффициента передачи.

94963Я

Формула изобретения

65

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резервированное аналоговое устройство, содержащее в каждом канале операционный усилитель, первый вход которого подключен к источнику входного сигнала, 5 а второй вход - к выходу устройства, выходы операционных усилителей через ограничивающие ре зисторы подсоединены к нагрузке f3) .

Однако известному устройству присущи недостатки предыдущего устройства ..

Цель изобретения - повышение точности работы и расширение функциональных воэможностей устройства, в частности диапазона линейного выход- f5 ного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в трехканальное резервированное аналоговое устройство, содержащее в каждом канале операционный усилитель, первый вход которого подключен к источнику входного сигнала, а второй вход — к выходу устройства, введены три ограничительных резистора и три диодных моста, в каждом иэ которых точки соединения катода одного диода с анодом другого диода в одном плече подключены к выходу соответствующего операционного усилителя, а в другом плече — к выходу устройства, точки соединения двух .анодов диодов одного моста через сООтветствующий ограничительный резистор подсоединены к точкам соединения двух катодов диодов другого моста.

На чертеже приведена схема трехканального резервированного аналогового устройства.

Устройство содержит операционные усилители 1-3 с резисторами 4-9, диоды 10-21, ограничительные резис- 40 торы 22-24, резисторы 25-27 и элемент

28 нагрузки, диоды 10-21 образуют три диодных моста 29-31 °

Устройство работает следующим образом.

3 45

Устройство выделяет срединный по величине из трех сигналов, т.е. ьь! эхъед Йв,, ex Rs ь

Подаваемые на входы устройства сигналы поступают через резисторы 4-6 на операционные усилители 1-3, усиливаются ими и поступают на соответсТвующие входы пассивной схевы выбора, содержащей мосты 29-31, срединфное из трех значений .напряжений через два иэ диодов 10-21 и один из ограничительных резисторов 22-24 поступает на выход устройства.

Рассмотрим случай, когда Во„=

=Rосй оеь, à R 8„ < вкя о вм вход подается сйгнал положительной полярности. Вследствие того, что обратная связь на операционные усилители подается с общей выходной точки, на выходе операционного усилителя 1 устанавливается максимальное отрицательное напряжение, так как на его входе действует результирующее положительное напряжение.

На выходе операционного усилите-, ля 3 устанавливается максимальное положительное напряжение, так как на его входе действует результирующее отрицательное напряжение. На выходе операционного усилителя 2 устанавливается отрицательное напряжение, которое через диод 14, ограничительный резистор 22 и диод

13 подается на выход устройства.

Таким образом, канал со срединным значением коэффициента передачи дает на выходе соответствующее напряжение, в то время как два других канала находятся в насыщении (на выходе операционного усилителя в одном канале максимальное положительное напряжение, а на выходе другого — максимальное отрицательное напряжение). При наличии неисправности (в зависимости от характера неисправности) может изменяться состояние каналов и срединное значение может выделить другой канал. В результате любая неисправность не оказывает на выходную характеристику существенного влияния.

В предлагаемом устройстве с помощью диодов 10, 14, 18, 13, 17 и 21 при положительной полярности выходного сигнала и диодов 11, 15, 19, 12, 16 и 20 при отрицательной полярности выходного сигнала производится развязка по выходу операционного усилителя, работающего в линейном режиме, от операционных усилителей, работающих в режиме насыщения. Это позволяет не только повысить точность работы устройства, но и существенно увеличить диапазон линейного выходного напряжения (живых вах О U он )

Технико-зкономический эффект от применения изобретения состоит в повышении точности работы и расширении функциональных возможностей устройства.

Применение предлагаемого устройства позволяет более экономичным и надежным способом по сравнению с аналогичными схемами с использованием транзисторов на выходах операционных усилителей получить необходимое выходное напряжение.

Трехканальное резервированное аналоговое устройство, содержащее в каждом канале операционный усилитель, первый вход которого подключен к источнику входного сигнала, а второй

9496

2Ю

Ь

Составитель В. Максимов

Техред K. Мыцьо Корректор С. Шекмар

Редактор A.Ôðîëîâà

Заказ 5753/38 Тираж 914 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород. ул. Проектная, 4 вход - к выходу устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит три ограничительных резистора и три диодных моста, в каж- 5 дом из которых точки соединения катода одного диода с анодом другого диода в одном плече подключены к выходу соответствующего операционного усилителя, а в другом плече - к выходу уст40 ройства, точки соединения двух анодов диодов одного моста через соответст-, 39 6

1 вующий ограничительный резистор подсоединены к точкам соединения двух катодов диодов другого моста. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-..1. Авторское свидетельство СССР

9 350009, кл. G 06 G 7/14, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 702381, кл. G 06 G 7/12, 1978.

3. Патент ФРР Р 2407421, кл. Н 05 К 10/00, опублик. 1926 (прототип).