Развертывающий автоколебательный операционный усилитель

е

Союз Советсник

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ Св ИТИЗЬСТВУ

<>862149 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M КлЗ (22) Заявлено 14g)1.80 (21) 2870522/18-24 с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 070981. бюллетень HB 33

Дата опубликования описания 070981

G 06 G 7/12

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 335 (088. 8) J с (72) Автор изобретения

Л. И. Цытович

Челябинский политехнический институт . им, Ленинского комсомола (7 1) Заявитель (54 ) РАЗВЕ РТЫВАКЩИЙ ABTOKOJIESATEJIbHHA

ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к усилитель ным устройствам, в частности к усилителям с широтно-импульсным преобразованием сигнала, и может быть исполь- з зовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен развертывающий автоколебательный усилитель, содержащий сумматор, интегратор, релейный элемент и масштабные резисторы (1).

Это устройство характеризуется низкой надежностью работы.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к изобретению является развертывающийся автоколебательный операционный усилитель, содержащий сумматор, интегратор, релейные элементы, делители частоты, демодуляторы и ключевые элементы )2)

Этот усилитель обладает низкой надежностью, т.к. при неисправности отдельных звеньев выходной сигнал принимает либо максимальное, либо нулевое значение.

Целью изобретения является повы« шение надежности работы.

С этой целью в развертывающий автоколебательный операционный усилитель,содержащий соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый релейный элемент, первый делитель частоты, первый демодулятор и в орой релейный элемент, первый вход сумматора подключен к входу усилителя, соединенные последовательно третий релейный элемент, второй делитель частоты, второй демодулятор и четвертый релейный элемент, выход первого релейного элемента присоединен к входу третьего релейного элемента, переключатель и ключевой элемент, выход переключателя подключен к второму входу сумматора, выход первого релейного элемента соединен с первым входом переключателя, второй вход которого подключен к входу ключевого элемента, выход которого является выходом усилителя, выход первого демодулятора присоединен к входу питания третьего релейного элемента, выход второго релейного элемента подключен к управляктдим входам переключателя и ключевого элемента, введен дополнительный переключатель, первый и второй входы кото» рого соединены соответственно с выходами первого и третьего релейных элементов. Выход дополнительного переклю чателя подключен к входу ключевого

862149 элемента. Выход четвертого релейного элемента присоединен к управляющему входу дополнительного переключателя.

Функциональная схема предложенного усилителя изображена на чертеже.

Он содержит интегратор 1, первый релейный элемент 2, первый делитель частоты 3, первый демодулятор 4, вто. рой и третий релейные элементы 5 и б, второй делитель частоты 7, второй демодулятор 8, четвертый релейный элемент 9, сумматор 10, переключатель 10

11, дополнительный переключатель 12 и ключевой элемент 13, Развертывающий автоколебательный операционный усилитель работает следующим образом, 15

Первый релейный элемент 2 имеет симметричные относительно нулевого уровня пороги переключения, а его выходной сигнал представляет собой двухполярные импульсы с равной амплитудой, скважность которых определяется уровнем сигнала на входе 14, При нулевом значении сигнала на входе 14 выходной сигнал релейного элемента 2, например положительной полярности через переключатель 11 подается на вход интегратора 1, В этом. случае выходной сигнал интегратора 1 изменяется в "отрицательном" направлении до тех пор, пока не достигнет порога переключения релейного элемента 2. После срабатывания релейного элемента 2 значение .его выходного сигнала меняется на противоположное и начинается перезаряд интегратора 1 до момента очередного переключения релейного элемента 2, Далее процесс периодически повторяется, Длительности положительных и отрицательных импульсов выходного сигнала релейного элемента 2 равны, поэтому среднее за период автоколебаний значение выходно ".о сигнала соответствует нулю, При некотором значении сигнала на входе 14 в интервале времени совпадения знаков сигналов на входе сумматора 10 и выходе релейного элемента 2 скорость изменения развертки (скорость изменения выходного сигнала интегратора 1) определяется суммой токов входного и обратной связи, а в интервале времени несовпадения, знаков укаэанных сигналов скорость развертки зависит от разности токов входного и обратной связи. . 55

Постоянная составляющая выходного сигнала релейного элемента 2 в этом случае пропорциональна сигналу на входе 14. Третий релейный элемент б имеет одинаковые характеристики с первым релейным элементом 2,поэтому их выходные сигналы одинаковы, Первый. делитель частоты 3 преобразует выходной сигнал релейного элемента 2 в сигнал с нулевым средним значением за период, который вдвое превышает период автоколебаний (период выходного сигнала релейного элемента 2), Первый демодулятор 4 выполняется с трансформаторным или конденсаторным входом, что препятствует прохождению постоянной составляющей первого делителя частоты 3 на вход второго релейного элемента 5 в случае срыва автоколебаний.

В работоспособном состоянии в демодуляторе 4 выпрямляется и фильтруеТся сигнал делителя частоты 3 и подается для питания третьего релейного элемента б.

Релейный элемент 5 управляет переключателем 11. Как только выходной сигнал демодулятора 4 достигает . требуемого уровня, переключается переключатель 11 и второй вход сумматора 10 оказывается подключенным к выходу дополнительного переключателя 12. Одновременно замыкается ключевой элемент 13. Переключатель 11 коммутирует цепь обратной связи, что позволяет повысить точность работы за счет уменьшения погрешности, связанной с нестабильностью характеристик третьего релейного элемента 6 и переключателя 12, Второй делитель частоты 7, второй демодулятор 8 и четвертый- релейный элемент 9 имеют характеристики, одинаковые с характеристиками соответственно первого делителя частоты 3, первого демодулятора 4 и второго релейного элемента 5, и предназначены для управления переключателем 12, При наличии сигнала на выходе релейного элемента 6 на выходе второго демодулятора 8 формируется сигнал,с помощью которого от релейного элемента 9 переключается переключатель 12.

В случае работоспособности всех блоков функцию выходного каскада несет третий релейный элемент 6, При неисправности .релейного элемента б переключается переключатель

12 таким образом, что функцию выходного каскада в этом случае несет релейный элемент 2. Таким образом, при наличии неисправности предложенный усилитель продолжает функционировать, т.е. имеет повышенную надежность.

При неисправности, во время которой происходит срыв автоколебаний", размыкается ключевой элемент 13 и постоянное напряжение не проходит на выход 15.

Усилитель обладает повышенной надежностью при работе в системах промышленной автоматики.

Формула изобретения

Развертывающий автоколебательный операционный усилитель, содержащий

862149

ВНИИПИ Заказ 6614/44 Тираж 745 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, -ая 4 соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый релейный элемент, первый делитель частоты первый демодулятор и второй релейный элемент, первый вход сумматора подключен к входу усилителя, соединенные последовательно третий релейный элемент, второй делитель частоты, второй демодулятор н четвертый релейный элемент, выход первого ре.лейного элемента присоединен ко входу третьего релейного элемента, переключатель и ключевой элемент, выход переключателя подключен к второму входу сумматора, выход первого релейного элемента соединен с первым входом переключателя, второй вход которого подключен к входу ключевого элемента, выход которого является выходом усилителя, выход первого демодулятора присоединен к входу питания третьего релейного элемента, выхоц 20

l / второго релейного элемента подключен к управляющим входам переключателя и ключевого элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыаения. надежности работы, в него введен дополнительный переключатель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и третьего релейных элементов, выход дополнительного переключателя подключен к входу ключевого элемента, выход четвертого релейного элемейта присоединен к управляющему входу до» полнительного переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 531165, кл, G 06 G 7/12, 1974, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2769745/18-24, кл. G 06 G 7/12, 1979 (прототип),