Решающий усилитель

ш1 45310!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсхих

Социалистимескин

Республик (6!) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.12.71 (21) 1721061/18-24 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 15.12.74. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 2!.1.75 (5!) М. Кл. б 06g 7/12

Государственный квинтет

Совета Министров СССР по делан изобретений н открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72) Автор изобретения

Д. С. Наумов (71) Заявитель (54) РЕШАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЪ

Решающий усилитель относится к области вычислительной техники и может быть использован, например, в индикаторных устройствах, где контролируемая величина задается отклонением луча.

Известны операционные усилители, выполняющие операции дифференцирования, огра.ничения заданной величиной и интегрирования. На таких, последовательно включенных, усилителях в принципе возможно получение выходного напряжения, имеющего производную по времени, ограниченчую заданной величиной, при любом законе изменения по времени входного напряжения. Однако реализация усилителя по такому известному принципу вызывает большие трудности, так как требуется несколько последовательно включенных операционных усилителей, особенно большие трудности возникают, если необходимо передавать постоянные уровни напряжения.

Целью изобретения является создание простой и надежной схемы решающего усилителя, обеспечивающего ограничение величины производной по времени выходного напряжения при любом законе изменения во времени входного напряжения и передачу постоянных уровней напряжения сигнала.

B изобретении эта цель достигается тем, что в состав решающего усилителя, содержащего усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи и резисторы отрицательной обратной связи и входной, имеющие общую (суммирующую) точку соединения, введен ограничитель тока, включенный между вышеупомянутой суммирующей точкой решающего усилителя и выходом усилителя постоянного тока.

На фиг. изображена схема решающего усилителя; на фиг. 2 — эпюры напряжений, 10 поясняющих работу решающего усилителя; на фиг. 3 — пример схемной реализации, решающего усилителя.

Предлагаемое устройство содержи- источник входного напряжения сигнала UÄ-, балластное входное сопротивление 2, ограничитель тока 3 с верхним уровнем ограничения (равным+ 1„р — 1, — 1,) и нижним уровнем ограничения (равным — 1„= — 1,), 1, = 2 < 1, (, сопротивление 4 отрицательной обратной связи с номиналом Я, конденсатор 5 обратной связи с номиналом С и усилитель постоянного

25 тока (U, „íàïðÿæåíèå на выходе усилителя).

Источник входного напряжения сигнала подключен на вход усилителя через балластное сопротивление 2 и ограничитель тока 3 (с уровнями ограничения: верхним +1„р, 3р нижним — Ipgp. Между выходом усилителя 6

453701 и входом ограничителя тока 3 включено сопротивление 4 отрицательной обратной связи.

Между выходом и входом усилителя 6 включен конденсатор 5 обратной связи.

При малых значениях производной входного напряжения сигнала или при постоянных (KBBHToBBHHbIx) уровнях входного напряжения сигнала ток через конденсатор 5 близок к нулю (Iс-0). Входной ток усилителя 6 также близок к нулю, так как входное сопротивление усилителя 6 достаточно велико. При этом, по закону Киргофа, ток 12 с выхода ограничителя тока 3 также близок к нулю. 6=1<(I> — ток на входе ограничителя тока 3), так как ток через ограничитель тока 3 не превышает (по абсолютной величине) уровней ограничения тока (+ Iorp)I» Iorp(I )

Точки а и б (см. фиг. 1) как бы замкнуты между собой (Iс-О), поэтому коэффициент усиления устройства К определяется (в этом режиме) сопротивлением отрицательной обратной связи у внх

U, R бвх б (см. фиг. 2, б интервалы t< — 4; 4 — 4; 4 — t;)

Учитывая (1) получим:

« Вых К 1 1Вх

dt dt (2) Вне внх 2 19

С (3) где U»,, 4 — напряжение на выходе усилителя в момент 4, Ограничения производной нет.

При больших значениях производной сигнала на входе решающего усилителя, например, при появлении на входе скачка напряжения с вертикальным фронтом наростания (см. фиг. 2, интервал 4 — 4) происходит резкое увеличение тока 1 .на входе ограничителя тока 3, на выходе ограничителя ток принимает значение+I„р, (при 1 )+1„р). По закону Киргофа ток через конденсатор 5 также равен +Iorg, поэтому напряжение на выходе усилителя 6 (в интервале времени 4 — 4) определяется по формуле:

1 — текущий момент времени, С вЂ” емкость обратной связи.

Дифференцируя формулу (3), получим: вых + Iorp (4) Ъ ж С

". е. при сколь угодно большой положительной величине производной на входе решающего усилителя величина производной напряжения

1О на выходе устройства ограничена величиной

+ 1orp

С

Аналогично, при сколь угодно большой от15 рицательной величине производной на входе устройства величина производной на выходе устройства ограничена величиной — Iorp y

С

11редлагаемый решающий усилитель при простои и надежнои схеме выполняет общую задачу — ограничение производной выходного напряжения сигнала по времени при любой, 25 сколь угодно большой величине производной входного напряжения сигнала, и обеспечивает передачу постоянных уровней сигнала. Вследствии этого предлагаемыи усилитель может быть применен для выполнения большого чисЗО ла важных технических назначений (повышение помехоустойчивости, создание на экране индикатора изображений специальной формы и т. д.).

Предмет изобретения

Решающий усилитель, содержащий усили4р тель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи, входной резистор и резистор отрицательной обратной связи, включенный между суммирующей точкой решающего усилителя и выходом усилителя постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью ограничения величины производной выходного напряжения, он содержит ограничитель тока, включенный между суммирующей точкой решающего усилителя и выходом усилителя постоянного тока.

453701

Еьи (РЦЕ 1

l/K

Фиг. 2

1 орректор T. Гревцова

Редактор Е. Семанова

Заказ 120/17 Изд. М 1977 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография. IlD. CBTlvHoBG, 2

Составитель Наумов

Техред Г. Васильева

Г„ !