Устройство сравнения напряжений

 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в системах автоматического управления и контроля и предназначено для сравнения двух электрических сигналов, поступающих с потенциометрических датчиков. Цель изобретения - расширение области применения. Изменение порядка подключения выводов потенциометрических датчиков 6, 8 к шине питания и общей шины позволяет обеспечить изменение сигнала на выходе потенциометрического датчика 6 (8), менять фазу относительно половины питания, которая фиксируется операционным усилителем 1, работающим в режиме компаратора и охваченного обратной связью на резисторах 3, 2, 4. Кроме того, устройство содержит масштабные резисторы 5 и 7. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ai

ОПИСАНИЕ NSQBPETEHI4g

К А.BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+ (гам

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4185917/24-21 (22) 23.01.87 (46) 15.11.89. Вюл. И - 42 (72) В.В. Мезрин (53) 621.374.34 (088,8) (56) Чило В.Л. Линейные интегральные схем . М. : Советское радио, 19.79, с. 4. 13. (54) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ НАПРЯЩЕНИЙ ., (57) Изобретение отнбсится к импульсной технике, может быть использовано в системах автоматического управления и контроля и предназначено для сравнения двух электрических сигналов, поступающих с потенциомепричес(51) g Н 03 К 5/24 G 05 В 1/01

2 ких датчиков, 1(ель изобретения — расширение области применения. Изменение порядка подключения выводов потенциометрических датчиков 6, 8 к дине питания и обцей.нине позволяет обеспечить изменение сигнала на выходе потенциометрического датчика 6 8 ., менять фазу относительно половины питания, которая ЬИксируется операционным усилителем 1, работающим в режиме компаратора и охвачен— ного обратной связью на резисторах

3, 2, 4. Кроме того, устройство со.держит маситабные резисторы 5 и 7.

3 ил.

1522392!

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в системах автоматического управления и контроля, и предназначено для сравнения двух электричесхих сигналов, поступающих с потенциометрических датчиков.

На фиг.1 представлена схема устройства, на Лиг.2 — схема трехпозиционного устройства сравнения нап ряжений; на фиг.З вЂ” зависимости выходных напряжений трехпозиционного устройства от входного напряжения гистерезисных компараторов.

Устройство сравнения напряжений содержит операционный усилитель 1, неинвертирующий вход которого через первый масштабный резистор 2 соединен с .шиной нулевого потенциала, через второй масштабный резистор 3 с шиной питания устройства, а через резистор 4 Обратной связи с выходом операционного усилителя 1, инвертируюций вход которого соединен через первый дополнительный резистор 5 с выходом потенциометрического датчика 6, а через второй дополнительный резистор 7 с выходом потенциометрического датчика 8, второй вывод датчика 6 и первый вывод датчика 8 соединены с шиной нулевого потенциала, а первый вывод датчика

6 и второй вывод датчика 8 соединены с шиной питания устройства, .выход операционного усилителя 1 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Гистерезисный компаратор на операционном усилителе 1 переключается при изменении знака разности напряжений на инвертируюцем и неинвер1 тирующем входах операционного усилителя. Так как в .операционном усилителе в качестве внходных используются полевые транзисторы, то напряжение на его выходе изменяется в пределах между потенциалом "земли" (ОВ) и потенциалом источника питания—

Eàèò

Верхний U и нижний Н„уровни переключения гистерезисного компаратора равны:

Ung Raа

Rg+ "з/ "а

1.1пит е//R4

U н R + R //R где R,,R,,Я Ъ Ф ф сопр О ти вл ение масшт абных резисторов 2 и 3 и резистора 4 обратной связи;

R,//R,, На/, Н+ ьн

R отн я отн 6 )

Нп

20 и8 Bотн б - относительные соп ротивления потенциометрических датчиков 8 и 6;

В зн — сопротивление между выводами "начаЛО H вЫхОД ПОтенциометрического датчика;

30 R < — полное сопротивление потенциометрического датчика между выводами началО и кОнец

35 При этом напряжения на выходах потенциометрических датчиков равные:

1 п

Нn

40 ьн R

UÄsI. R U„«R отня ° и

45 Напряжение на инвертируищем входе

Операционного усилителя 11„щ будет равно: (U, -U<) В, инье с - . П2

50 11ь+ R7 (П, - U,) R U1+ U

R+R 2 ) где R †R = R — сопротивление масшт штабных резисторов

5и 7.

Подставляя значения 11, = UÄÄ (1 I — сопротивления параллельного соединения резисторов R R+ и

10 R2, я+ °

Уровни переключения задаются на инвертируицем входе операционного усилителя 1.

Пусть в исходном состоянии относительные сопротивления потенциометрических датчиков 8 и 6 равные между собой

1522392 (1 + hR„„)

П»т

h Rî òé Rü0 òöв RîãH р Разница атно сительных сопр а тивп ений потенциометрических датчиков 8 и .6 °

При синхронном изменении относи тельных сопротивлений датчиков 8 и 6

6Rш„= RoTH8 R á = О напряжение на инвертирувщем входе операционного усилителя 1 будет поддерживаться равным

Ппит

20 7

Гистерезисный компаратар на операционном усилителе 1 переключается при равенстве между собой. напряжений на инвертирувщем и неинвертирувщем вхо- 25 дах операционного усилителя. 1 Иинвар=

= Ине„„ е . Следовательно, для верхнего порога переклвчения напряжения.

ЗО Устройство сравнения- напряжений, . содержащее операционный усилитель, неинвертирувщий вход которого через первый иаслтабный .резистор соединен с ниной нулевого потенциала, через второй масштабный резистор — с ниной питания, а через резистор

45

55

1 пит(1 + Rora Ro v 6 ) ИИЬ

P 2

П„„В, . и„, (1 + Л„„) амит - . аит ьто

R3!! R4

07ff R. +

Аналогично для нижне.го пар:ог а пер еклвчения имеем

И «,- R,//R, И», (1 + Я„„)

-Ф»

4 3

77Б

I или г R2//Б4

gR ьтн Г77я + я, — — — — — — -1

2 Ф 3

Таким образом, результат сравнения двух сигналов, снимаемых с потенциометрических датчиков, не .зависит от колебаний напряжения исчточника питания, т.е. достоинства извест» ного устройства сохраненьг.

За счет- применения указанного включения потенциометрических датчиков 8 и 6 и масштабных резисторов

5 и 7 достигается расширение Аункцианальных возможностей гистерезисного компаратора при упрощении схемного

I решения I исключение дополнительного диААеренциального операционного усилителя задачи сравнения двух сигналов, поступающих от потенциометрических датчиков, что расширяет область применения.

Предлагаемое устройство позволяет получить трехпозиционное устройство сравнения напряжений, поступающих с потенциометрических датчиков, показанное на Лиг.2. Оно.включает в себя два гистерезисных компаратора, содержащих элементы 1,2, 3,4 и 9, 10,12,11, два масштабных резистора

5,7 и два потенциометрических датчика 8,6. На фиг.3 показаны зависимости.напряжения на выходах трехпозиционнога устройства от входного напряжения гистерезисных компараторов.

Предлагаемое устройство требует только один источник питания причем значительно снижаются требования к точности и стабильности питающего

Формулаизобретения обратной связи подключен к выходу операционного усилителя, первый потен; цйометрический датчик, подключенный к шине питания первым выводом и вторым выводом — к нине нулевого потенциа— ла, о т л и ч а в щ е е с я тем, что что, с целью расширения о4пасти применения, в него введены второй потенциометрический датчик и два дополнительных резистора, при э гом инвертирувщий вход операционного усилителя подключен через дополнительные резисторы к выходам потенциометрических датчиков, второй потенциометрический датчик подключен к лине нулевого потенциала первым выводом, а к нине питания — вторым выводом.

1522392

+ nurse.

Рие2

nuns

Составитель Н, Маркин

Редактор И, Сегляник Техред M.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 6978/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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