Развертывающий усилитель

 

Изобретение относится к усилительным устройствам, работающим в режиме автоколебаний с широтно-импульсным преобразованием сигнала. Целью изобретения является повышение надежности. Развертывающий усилитель содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор 3, релейные элементы 4<SB POS="POST">1</SB> ... 4<SB POS="POST">N</SB>, (N + 1)-й релейный элемент 5, вход 6 и выход 7. Работа усилителя основана на существовании режима автоколебаний в контуре: первый сумматор 1, интегратор 3, один из релейных элементов 4<SB POS="POST">I</SB>, второй сумматор 2. В зависимости от величины сигнала на входе 6 происходит включение в работу соответствующего релейного элемента в зависимости от величины его порога срабатывания. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТРНЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„1495821 (51)4 G 06 G 7 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ1ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1183988

I (21) 4343742/24-24 (22) 05.11.87 (46) 23.07.89. Бюл. ¹ 27 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И.Цытович (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1183988, кл. G 06 G 7/12, 1984. (54) РАЗВЕРТЫВАИ1!ИЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к усилительным устройствам, работающим в режиме автоколебаний с широтно-импульсным преобразованием сигнала. Целью

2 изобретения,является повышение надежности. Развертывающий усилитель содержит первый и второй сумматоры 1 и 2,, интегратор 3, релейные элементы 41...4n, (и+1)-й релейный элемент

5, вход 6 и выход 7. Работа усипителя основана на существовании режима автоколебаний в контуре: первый сумматор 1, интегратор 3, один из релейных элементов 4i, второй сумматор 2.

В зависимости от величины сигнала на входе 6 происходит включение в работу соответствующего релейного элемента в зависимости от величины его порога срабатывания. 3 ип.

-А < Х(Е) < -А/3.

3 149582

Изобретение относится к усилительным устройствам, работающим в режиме автоколебаний с широтно-импульсным преобразованием сигнала, и является усовершенствованием развертывающего усилителя по авт. св. Р 1183988.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг.l изображена функциональная 1Q схема развертывающего усилителя; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы сиг: налов.

Развертывающий усилитель содержит первый 1 и второй 2 сумматоры, интег- 15 ,ратор 3, и релейных элементов 4

4„, (и+1)-й релейный элемент 5, вход б и выход 7.

На фиг.2 и 3 обозначены: X(t) ,сигнал на входе 6; Y (t) — выходной 20 сигнал интегратора 3; Y,„,(t), Y» (t), 7 (С) — выходные сигналы релейных элементов 4 „, 4 и 4з соответственно;

Y «(й) — выходной сигнал (и+1) -го релейного элемента 5; Y <,„(t) — сигнал г

25 на выходе 7; t, t".,* — интервалы pasвертывающего преобразования; t,; — моменты времени изменения уровней сигналов .

Развертывающий усилитель работает следующим образом.

Первый 1 и второй 2 сумматоры имеют единичный коэффициент передачи.

Релейные элементы 4 „,...,4,„, и 5 имеют неинвертирующую характеристику и пороги срабатывания гВ,;.. Их выходной

:сигнал меняется дискретно в пределах

-A,.

Рассмотрим случай, когда n = 1, т. е. имеются релейный элемент 4 ос- щ новной и (и+1)-й релейный элемент 5.

Считаем, что пороги переключения этих релейных элементов удовлетворяют условию ) В „1 < В, 1.

КроМе того, выходной сигнал релейного элемента 4 „меняется в преде- лах йА/3, а сигнал на выходе (и+ 1)-го релейного элемента 5 может принимать значения 12А/3.

При включении релейные элементы принимают произвольные, например„ по- ложительные состояния (фиг.2б, в).

Выходной сигнал интегратора 3 нарастает в отрицательном направлении (фиг.2а) иприводит к последовательному переключению релейного элемента

4 и (и+1)-ro релейного элемента 5

1 (фиг.2б, в, моменты t и t>).

4

После изменения знака сигнала выходе 7 (фиг.2г) происходит смена направления развертывающего преобразования и релейные элементы 4 и 5

1 последов ат ел ьно пер еходя т в положи тельное состояние (фиг. 2а, б, в) ° При этом на выходе 7 формируется ступенчатый сигнал со средним нулевым значением, Предположим, что в момент t 3 сигнал на входе б принял значение X(t) с

4 А/3 ° Тогда в интервал времени "г г и (фиг.2r) выходной сигнал интегра 2 тора 3 изменяется под действием разности сигналов на входе 6 и выходе 7, а в интервале t > и t <» — под действием суммы этих напряжений. В результате за период автоколебаний постоянная составляющая импульсного сигнала на выходе 7 достигает величины,-пропорциональной сигналу на входе 6.

Таким образом, при указанном выше значении сигнала на входе 6 и на выходе 7 формируются ступенчатые импульсы, последовательно проходящие первую и вторую модуляционные зоны.

Считаем, что в момент t + сигнал на входе 6 удовлетворяет условию (фиг.2r)

А

А > X(t)

Тогда в момент t (фиг.2в) (и+1)-й релейный элемент 5 переходит в статическое состояние, а сигнал на выходе

7 (фиг,2г) начинает гьормироваться во второй модуляционной зоне за счет автоколебаний в тракте релейного эле,мента 4 (фиг.2а, б).

Среднее значение импульсов на выходе 7 пропорционально сигналу на входе 6.

Предположим, что в момент t< знак сигнала на входе 6 изменился на противоположный (фиг.2г), причем

Тогда в момент t (фиг.2в) релейный элемент 5 переключится в статическое положительное состояние, а сигнал на выходе 7 (фиг.2rj будет формироваться во второй модуляционной зоне второго квадранта статической характеристики вход — выход.

Рассмотрим работу при трех релей- ных элементах 41, 4 и 4 э v. дополнительчом релейном элементе 5.

5 14958

Считаем, что выходные сигналы релейных элементов 4, — 4 изменяются в пределах +0,2А, а выходной сигнал (и+1)-ro релейного элемента 5 меняется в пределах Ю,4А.

После последов ательной в моменты ориентации релейных элементов 4„,...,4э,фиг.За, б, в, г) в системе возникает режим устойчивых автоколебаний. Выходные сигналы релейных элементов 4 4> и дополнительного релейного элемента 5 взаимно компенсируются, а сигнал на выходе 7 меняется дискретно в пределах первой модуляционной зоны (фиг.Зе).

В момент t+ (фиг.Зе) 0,6А> Х(} +

> 0,2А, поэтому в момент t >,и+1)-й релейный элемент 5 переключается в статическое состояние — 0,4А (фиг.Зд}.20

Это вызывает всплеск амплитуды на выходе 7 до максимального значения — А (фиг.Зе). Затем после переключения в момент времени t релейного элемента

4 в состояние 0,2А (фиг.За, в) сиг- 25 нал на вьпсоде 7 возвращается в требуемую (вторую) модуляционную зону

{фиг.Зе).

-Когда A )X(t) >0,6А (фиг.З t t }, система переходит в третью модуляционную зону (Аиг.3e), так как релейный элемент 4 в момент t (фиг, Зв} воз вр ащае т ся в "о трица тел ьно е" со стояние.

Если сигнал на входе 6 меняет знак (фиг. Зе, t t >) и равен-0,6А а Х() ( -.0, 2А, В момент и б t p, фиг.За,в, г, д) релейные элементы

4,, 4 > и (п+1)-й релейный элемент 5 ориентируются в положительное состояние, а на выходе 7 формируется кратковременный всплеск выходного напряжения, имеющего максимальную величину А. Затем в момент t (фиг.Зв) сигнал на выходе 7 переходит в требуемую модуляционную зону. После увеличения (по модулю ) уровня входного сигнала (фиг.Зе, t = t <<) и после переключения релейного элемента 4 (фиг. Зв, t = t ) сигнап на выходе 7 будет формироваться в третьей модуляционной зоне второго квадранта ста( тической характеристики.

По сравнению с известным устройством предлагаемый развертывающий усилитель имеет более низкую динамическую точность „из-за мгновенных всплесков амплитуды выходных импульсов в моменты времени изменения уровня или знака сигнала на входе 6 ° Однако в статическом режиме характеристики одинаковы с устройством прототипа.

Следовательно, предлагаемый развертывающий усилитель характеризуется более высокой надежностью, так как в его составе содержится меньшее число релейных элементов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Развертывающий усилитель по авт. св. Р 1183988, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен (и+1)-й релейный элемент, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход подключен к соответствующему входу сумматора.

1495821

Му

31 а д

Ц

Ю О !

| д д

Составитель 0.0траднов

Редактор А.Шандор Техред Л.Олийнык Корректор A.Êîýîðèý

Заказ 4269/48 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ао изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101