Устройство для выделения экстремального напряжения

Устройство для выделения экстремального напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«»1 005077

Гфч

Г=г с%" г (61) Дополнительное н авт. свид-ву— (22) Заявлено 17,09.81 (21) 3336493/18-24 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 1503.83. Бюллетень Йо 10

Дата опубликования описания 15.03.83 (ф ) М Кд 3

G G 7/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК б81,3 (088.8) Ъ

P ;)

Л. И. Волгин и A. В. Ефимсзр; .-, --.4

Ульяновский политехнический институт(72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при построении функциональных блоков аналоговых вычислительных машин.

Известно устройство для выделения экстремальных напряжений, в котором селекция сигналов по амплитуде дсуществляется коммутацией цепи обратной связи одного из усилителей (1).

Недостатками данного устройства являются невысокая точность и ограниченные функциональные возможности ввиду его неспособности инвертировать входные сигналы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для выделения экстремальных напряжений, содержащее первый и второй операционные усилители, два коммутирующих диода, восемь резистоpos, из которых первый и второй масштабирующие резисторы включены в цепь обратной связи усилителей, а третий и четвертый - связывают их входы с первым и вторым входами устройства Р 2) .

Однако известное устройство обла дает ограниченными функциональными возможностями, так как способно вй делять лишь максимальное 1 пах (0, 0 ) либо, при смене полярности диодов и питающих напряжений, минимальное 1 min (U<, 0о.) из двух входных напряжений 0„ и U

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем выделения экстремумов линейных комбинаций входных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для выделения экстремального напряжения, содержащее,два коммутирующих диода и два операционных усилителя, инвертирующий вход первого из которых через первый масштабирующий резистор соединен с первым входом устройства, инвертирующий вход второго через второй масштабирукиций резистор соединен с вторым входом устройства, выходы операционных усилителей соединены с их инвертирующими входами соответственно через третий и четвертый масштабирующие резисторы, содержит третий операционный усилитель и четыре дополнительных масштабпрующих резистора, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с третьим входом устройства

1005077 и с шийой нулевого потенциала соответственно через первый и второй дополнительные масштабирующие резисторы, неинвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с .четвертым входом устройства и с шиной нулевого потенциала соответственно через третий и четвертый дополнительные масштабирующие резисторы, выход первого операционного усилителя, являющийся первым выходом

1 устройства, соединен с инвертирующим входом третьего операцИонного усилителя, выход второго операционного усилителя, являющийся вторым выходом устройства, соединен с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход которого соединен с анодом первого и с катодом второго коммутирующих диодов, катод первого коммутирующего диода соединен с не- 2О инвертирующим входом первого операционного усилителя, а анод второго коммутирующего диода соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя. 25

На чертеже представлена схема устройства.

Оно содержит операционные усилители 1, 2 и 3, коммутирующие диоды

4 и 5, масштабирующие резиСторы

6-13.

Устройство работает следующим образом.

Входные напряжения О,, U< и U, U4. подаются на входы вычитающих устройств, которые выполнены на усилителях 1 и-2 и имеют коэффициенты передачи соответственно m и и определяемые масштабирующими резисторами.

Предположим, что выходное напряжение усилителя 1 больше, чем усили- 40 теля 2. Тогда выходным напряжением усилителя 3 коммутирующий диод 4 смещен в обратном направлении, а диод 5 — в прямом. На выход устройства проходит напряжение 1 усилите- 45 ля 1. Такое же напряжение с точностью до погрешности от статизма устанавливается и на втором, дублирующем выходе устройства, так .как усилитель

3 через диод 5 и усилитель 2.охвачен 5р глубокой отрицательной обратной связью. Когда выходное напряжение усилителя 2 превысит напряжение на выходе усилителя T диод 4 сместится в прямом направлении а диод 55 в обратном, и на выяодах устройства

5 будет присутствовать выходное напряжение усилителя 2 (1 11 1).

Таким образом, функция преобразования устройства имеет вид у max m(Q- 0 ); п(04- Оз)

В частных, имеющих наибольшее практическое значение случаях, когда сопротивления масштабирующих резисторов равны, а соответствующие. входы соединены с шиной нулевого потенциала, выходное напряжение устройства может определяться одним из следующих четырех выражений

1 max(U+, 04) при О = О - О, (1)

1 = max(-0< > -U ) -т1и (О„, u ) при 0 04= О, (2)

1 п ах(0 -0 ) при U„= 0„= О, (3)

max(-О1, 04) при u = О = p., (4)

Как видно из приведенных выражений, устройство способно выделять максимальное и минимальное значения входных сигналов, в том числе производить операции выбора с сигналами, предварительно их инвертируя, и имеет, следовательно, более широкие функциональные возможности по сравнению с прототипом.

Указанные воэможности предложенного устройства обусловливают ряд новых его применений. .Полагая, например, в выражениях (3) или (4) 0 = U = U или U = 04 U получаем 1 = ) U1 - устройство производит двухполупериодное выпрямление входного сигнала U.

Кроме традиционного использования на базе предлагаемого устройства могут быть построены измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное по уровню средневыпрямленного и амплитудного значений, устройства выборки — хранения, дискриминаторы уровня, компараторы, детекторы нуля, фазочувствительные детекторы, амплитудные модуляторы, демодуляторы, преобразователи фазы в напряжение и пр.

При изменении полярности включения диодов либо смене, входов усилителя 3 устройство осуществляет операцию

1 = mi ï m(0; — U), и (U - U>)), Предлагаемое устройство для выде ления экстремальных напряжений легко реализуется на современной элементной базе, в том числе и в интегральном исполнении, Все сказанное определяет технико-экономический эффект от. апользования изобретения., Формула изобретения

Устройство для выделения экстремального напряжения, содержащее два коммутирующих диода и два операционных усилителя, инвертирующий вход первого из которых через первый масштабирующий резистор соединен с первым входом устройства, инвертирующий вход второго через второй масштабирующий резистор соединен с вторым входом устройства, выходы операционных усилителей соединены с их инвер1005077

Составитель Г. Осипов

Редактор К. Волощук. Техред М.Тенер КорректорЕ. Рошко

Заказ 1901/65 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тирующими входами соответственно через третий и четвертый масштабирующие резисторы, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей эа счет ,выделения экстремумов линейных комбинаций входных напряжений, устройство содержит третий операционный усилитель и четыре дополнительных масштабирующих резистора, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с третьим входом устройства и с шиной нулевого потенциапа соответственно через первый и второй дополнительные масштабирувицие резисторы, иеинвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с четвертым входом устройства и с шиной нулевого потенциала соответственно через третий и четвертый дополнительные масштабирующие резисторы, выход первого операционного усилителя, являющийся первым выходом устройства, соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход второго операционного усилителя, являющийся вторым выходом устройства, соединен с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход которого соединен с -анодом первого и с катодом второго коммутирующих диодов, катод первого коммутирующего диода соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, а анод второго коммутирующего диода соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 625212 кл. G 06 G 7/02, 1977.

Я 2. Кори Г., Кори Т... Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, ч. 2. М., "Мир", 1968, с. 14 (прототип).