Гистерезисное формирующее устройство
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсмик
Социалистических
Республик
Р М К з с присоединением заявки Nо— (23) Г3риоритет— Н 03 К 5/22 G 05 В 1/01 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 621.396 (088.8) Опубликовано 230183. Бюллетень Ио 3 Дата опубликования описаиия .230183 Л.A.Äóáèöêèé, В.М.Тафель.и Б.И.Шв кий. ":-../ - . Фc Л Львовский ордена Ленина полнтехни ескина ййстйтуу им. Ленинского комсомола и научно оиэйщственное обьединение по радиоэлектронной медицин йаппаРатуре-. (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ГИСТЕРЕЗИСНОЕ ФОРМИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для формирования сигналов произвольной фор м в прямоугольные сигналы. Известны гистереэисные формирователи, построенные на базе дифференциальных усилителей с положительной обратной связью, образованной делителем выходного напряжения $1 (. Однако наличие делителя напряже ния ограничивает быстродействие устройств. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гисте-. резисное формирующее устройство, содержащее дифференциальный усилитель 2 Недостатками устройства являются отсутствие оперативного управления гистерезисом и низкое быстродействие. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в гистерезисном формирующем устройстве, содержащем дифференциальный усилитель, выходы которого подключены к.шлиам выходных сигналов, введены два суммирующих блока,.два селектора экстремумов, причем шины входных смгналов подключены к первым входам первого и второго суммирующих блоков, вторые входы которых соединены с шиной сигнала управления гистерезисом, а выходы подключены к первым входам соответственно первого и второго селектора экстремума; вторые входы и выходы которых синфазно подключены соответственно к выходам и входам дифференциального усилителя. Гистереэисное формирующее устройство содержит шины 1, 2 входных сигналов и шину 3 сигнала управления гистереэисом, подключенных к входам суммирующих .блоков 4 и 5, выходы которых подключены соответственно через первый 6 и второй 7 селекторы к входам дифференциального усилителя 8, выходами соединенного с шинами (выходами) выходных сигналов 9 и 10.. На фиг. 1 представлена Функцио» нальная схема гистерезисного формирующего устройства; на фиг. 2-5 †вре- . менные диаграммы, где а) прямая (сплошная линия) и инверсная (штриховая линия) Фазы дифференциального входного сигнала, б) сигналй на прямом (сплошная линия) и инверсная (штриховая линия) выходах дифференциального усилителя; 3 991596 4 ° в) сигналы на неинвертирующем (сплошная линия) и инвертирующем (штриховая линия) входах дифференциал ь ного усили теля . U — средний уровень дифференциального входного сигнала, приведенный ко входам селектора экстремума 6 и 7; U и U> — .соответственно верхний и нижний уровни выходных сигналов дифференциального усилителя; .ьца — величина гистерезиса. 10 рующий вход усилителя 8 транслируется через селектор 7 уменьшающийся 40 по уровню сигнал. с инверсного выхода усилителя, возникает лавинообразный процесс. В результате этого на прямом выходе 9 дифференциального усилителя 45 происходит мгновенный переход от низкого уровня к высокому, а на инверсном — от высокого уровня к низкому. Следующее изменение состояния выходов устройства произойдет в окрестности Точки времени "2". Непосредственно перед моментом времени "2" на прямом выходе 9 усилителя 8 высокий уровень, на инверсном 10 — низкий уровень, на неинвертирующий вход .усилителя транслируется через селектор б сигнал с прямого выхода усилителя, а на .инвертирующий: вход — чеРез селектор 7 инверсная фаза входного сигнала (UÄqz). При приближении к точке "2" разность потенциалов меж-60 ду входами усилителя уменьшается и в окрестности точки времени "2" изменяет знак. Происходит лавинообразный процесс, симметричный описанному выше, в результате чего на прямом Устройство работает следующим образом. Каждый из селекторов экстремума б и 7 транслирует на свой выход более высокий из двух уровней, поступающих на его входы. Начнем рассмотрение функционирования устройства непосредственно перед моментом времени "1" (фиг. 2, 3, 4), при этом на прямом выходе 9 усилителя 8 низкий уровень, на инверсном 10 — высокий уровень; на неинвертирующий вход усилителя 8 транслируется прямая фаза входного сигнала (U P) а на инвертирующий вход- 2 сигнал с инверсного выхода усилителя ° В дальнейшем разность потенциалов между входами усилителя 8 уменьшается и в окрестности точки "1" изменяет 30 знак, при этом усилитель 8 из ключевого режима переходит в режим линейного усиления и потенциал на его инверсном выходе 10 начинает уменьшать ся.- Поскольку в точке времени "1" 35 6 мгновенное значение прямой .фазы входного сигнала, поступающего через селектор б на неинвертирующий вход усилителя, фиксировано, а на инвертивыходе дифференциального усилителя происходит мгновенный переход от высокого уровня к низкому, а на инверсHOlv1 OT HH3KOZO jPOBHH K BhICOKO Таким образом, происходит формирование прямоугольных выходных сигналов. Изменение состояния выходов устройства (фиг. 2) происходит в моменты равенства одной из фаз дифференциального входного сигнала,прошедшего через соответствующий суммирующий блок 4 или 5, уровню U .Ñëåдовательно, один из переходов происходит при Ugp = Up, а другой при рн& Ug,- Поскольку U + Ц „ 2Uî, Равенство У на = Ug, эквйвалентно выРажению Uqp = 2U -U а гистерезис определяется выражением пР ПР В О &) 2(U - U ) В о При фиксированном УВ величина ЬУ линейно зависит от среднего уровня Г дифференциального входного сигнала, приведенного ко входам селекторов экстремума. Поэтому, транслируя при помощи сигнала управления гистерезисом (шина 3) и суммирующих блоков 4 и 5 уровень дифференциального входного сигнала, можно линейно изменять гистереэис предлагаемого формирующего устройства в пределах от 0 до ZU . На фиг. о показан пример соотно-Ъ В шения между U u U отличного от о соотношения на фиг. 2. Заметна разница значений DU„. Следует отметить, что при Ue, Uo гистерезис равен нулю, (фиг. 4 (U = У ) и фиг. 5 (д Uo) ° Таким образом, предлагаемое устрой. ство позволяет оперативно управлять гистерезисом, т.е. имеет более широкие функциональные возможности. Кроме того, поскольку суммирующие блоки и селекторы экстремума реализуются без применения делителей напряжения, предлагаемое устройство позволяет повысить быстродействие. Симметричная структура формирователя обуславливает два преимущества предложениясимметричность энергий переключения (зачерненные участки на фиг. 2а, фиг. За),и симметричность скважности выходных сигналов (Q = const = ) независимо от величины гистерезиса; указанные преимущества способствуют . достижению максимального быстродействия. Повышению быстродействия способствует также независимость гистерезиса от величины выходных перепадов ЯВ-Ug дифференциального усилителя, что позволит резко уменьшить перепады и тем самым повысить быстродействие устРойства. 991596 Формула изобретения Гистерезисное формирующее устройство, содержащее дифференциальный усилитель, выходы которого подключены к шинам выходных сигналов, о т л и— ч а ю щ е е с я .тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, в него введены.два суммирующих блока,два селектора экстремумов, причем шины входных сигналов подключены к первым входам первого и второго суммирующих блоков, вторые входы которых соедннейы с шиной сигнала управления гистерезисом, а выходы подключены к первым входам соответственно первого и вто.рого селекторов экстремума, вторые входы и выходы которых синфазно подключены соответственно к выходам и входам дифференциального усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ю Р 627582, кл..Н 03 K 5/24, 04.12.75. 2. Авторское свидетельство СССР Р 600699, кл. Н 03 K 3/295,24.04.76 (прототип) . 991596 Составитель Н. Маркин Редактор H.Ïómíåèêîâà Техред A.йч, Корректор A. Дзятко и ю ° Заказ 163/7б Тираж 934 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, РауЫская наб., д. 4/5 Филйал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
