Резервированный многокаскадный усилитель

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 17.03.77 (21) 2468812/18-24 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. В. Белецкий (7!) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ МНОГОКАСКАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении цифроаналоговых систем повышенной надежности, Известно устройство, выполненное по схеме общего постоянного резервирования с параллельным включением усилительных блоков в основном тракте и имеющее систему автоматической регулировки усиления в цепи обратной связи, с помощью которой производится компенсация потерь в усилении при возникновении отказов в основном усилительном тракте устройства (1).

Однако, использование общего резервирования не позволяет оптимально распределить избыточность по каскадам с учетом их реальной электрической и тепловой нагрузки и, кроме того, способ автоматической регулировки усиления, весьма эффективный для управления коэффициентом усиления маломощных предварительйых каскадов, становится практически неприемлемым для регулировки усиления мощных выходных каскадов усилительных устройств.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является ре-зервированный многокаскадный усилитель, содержащий в каждом каскаде соответствующее номеру каскада число основных и

5 резервных усилителей, входы которых подсоединены к соответствующим выходам основных распределителей, а в цепи компенсирующей обратной связи — анализатор амплитуды, соединенный с блоком управления (2), Недостатком данного устройства является то, что несмотря на имеющиеся резервы усиления, оно не сохраняет работоспособность при обрыве общего выхода, подключаемого к внешней нагрузке, или в случае появления хотя бы одной неисправности в основном тракте в сочетании с отказом любого элемента в цепи компенсирующей обратной связи.

Цель настоящего изобретения — повышение надежности многокаскадного усилителя и обеспечение устойчивости его характеристик при внезапном отказе любого эле720840 мента, а также при некоторых сочетаниях внезапных отказов в основном тракте и в цепях компенсации усиления.

Эта цель достигается тем, что в каждый каскад основного тракта введены ключи, выходные сумматоры каскадов и дополнительный распределитель, выходы которого через последовательно соединенные анализаторы амплитуды и блоки управления соединены с управляющими входами соответствующих ключей, сигнальные входы которых соединены с выходами резервных усилителей каждого каскада, а выходы — со вторыми входами выходных сумматоров каждого каскада, первые входы сумматоров соединены с выходами основных усилителей каждого каскада, а выходы — с соответствующими входами основных распредвлителей последующего каскада.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Резервированный многокаскадный усили- тель содержит N последовательно соединенных каскадов в основном усилительном тракте и k>2 параллельных каналов компенсации в цепи обратной связи. При этом каждый кас- кад усилительного тракта состоит из основного распределителя 1z параллельной группы однотипных усилителей 2, 2,... 2 ч, параллельной подгруппы однотипных ключей 3, 3, ... 3„" с нормально разомкнутыми контактами и выходного сумматора 4; {i = 1, 2,... ...N). В каждом i-м каскаде основного тракта усилители разбиты на две подгруппы так, что число усилителей первой (основной) подгруппы равно m — k, а число усилителей во второй (резервной) подгруппе равно 1<. Выходы усилителей 21, 2 ... 2(ап

1 основной подгруппы подсоединяются прямо к соответствующим входам сумматора 4;, а выходу усилителей 2„ ....2 > резервной подгруппы подсоединяеются к оставшимся входам сумматора 4 „через ключи 3, 3 ...3 (n„= m„-k+ 1) . Выходы последнего сумматора 4„усилительного тракта через специальные отводы соединяются с соответствующими входами дополнительного распределителя 5, стоящего в цепи обратной связи. К выходам дополнительного распределителя 5 раздельно подключены k каналов компенсации, каждый из которых представляет собой последовательное соединение анализатора 6 амплитуды выходного сигнала устройства и блока управления 7 (j = 1,2,...1(). Каждый блок управления, например блок.7а„имеет N различающихся выходов 81 ...8и, подключенных соответственно а к управляющим входам одноименных (по индексу j) ключей З а..... 3, принадлежащих разным каскадам усилительного тракта.

Резервированный многокаскадный усилитель работает следующим образом. лагаемого устройства может быть принят метод пропорционального наращивания усиления по каскадам основного тракта с последующей координатной расшифровкой номера неисправного каскада и автоматической заменой отказавшего в этом каскаде усилителя на аналогичный резервный усилитель, что обеспечивается соответствующей работой ключей, анализаторов амплитуды и блоков управления.

2Е

Эффективность предлагаемого устройства определяется более рациональным по сравнению с известными использованием избыточных элементов в основном тракте и наличие резерва в цепи обратной связи, что позволяет равномернее распределить нагрузку по усилителям в каждом каскаде основного тракта и повысить надежность как компенсирующей системы, так и всего устройства в целом. зе

Формула изобретения

Резервированный многокаскадный усилитель, содержащий в каждом каскаде со4е ответствующее номеру каскада число оснокных и резервных усилителей, входы которык соединены с основными распределителями, анализатор амплитуды, соединенный с блоком управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он содержит ключи, выходные сумматоры каскадов, дополнителкный распределитель, выходы которого через последовательно соединенные анализаторы амплитуды и блоки управления соединены с управляющими входами соответствующим ключей, сигнальные входы которых соединены с выходами резервных усилителей каждого каскада, а выходы — с вторыми входами выходных сумматоров каждого каскада, первые входы сумматоров соединены с выходами основных усилителей каждого каскада, а выходы — с соответствующими входами основных распределителей последующего каскада.

В исправном состоянии требуемое усиление обеспечивается работой основных усилителей в каждом каскаде. При отказе основных усилителей в соответствующих каскадах автоматически включаются в работу резервные усилители. Устройство сохраняет работоспособность и в том случае, когда обрывается один из общих его выходов или откажет какой-либо элемент в цепи обратной связи. Для автоматического управления структурой основного тракта достаточно, 1Е чтобы был исправен один канал компенсации, который, имея N различающихся выходов, охватывает своим действием по крайней мере один ключ резервной подгруппы в каждом каскаде усилительного тракта. В

1 качестве простого варианта реализации пред5

И

1. Авторское свидетельство СССР

Юо 4 Ю529, кл. Н 03 F 1/00,04.06.71.

2. Белецкий В. В. Теория и практические методы резервирования радиоэлектронной аппаратуры, М., «Энергия», 1977, с. 257, рис. 4 — 156 (прототип) .

Редактор Н. Веселкина

Заказ )0248/50

Составитель В. Максимов

Техред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко

Тираж 885 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП <патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4