Устройство резервирования источников аналоговых сигналов

Устройство резервирования источников аналоговых сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ИСТОЧНИКОВ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ, содержащее три операционных усилителя, инвертирующие входы которых через входные резисторы соединены с соответствующими шинами входных сигналов, а через резисторы обратной связи с шиной выходного сигнала, при этом выходы первого, второго и третьего операционньпс усилителей через защитные резисторы соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами резервированного эмиттерного повторителя, выход которого соединен с шиной выходного сигнала, а через резистор нагрузки - с шиной нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности резервирования путем устранения влияния отказавшего канала на выходное напряжение и расширение частотного диапазона, в него введены три резистора смещения, три транзисторных ключа и .три двухвходовых фазочувствительных выпрямителя, первый и второй входы которых соединены соответственно с первым и вторым, вторым и третьим и первым и третьим входами S резервированного эмиттерного повторителя , а выходы подключены соответственно к управляющим входам первого, второго и третьего транзисторных ключей, входы которых подключены к шине смещения, выходы соединены соответственно с неинвертирующими входами первого, второго и третьего операционных усилителей, а через резистоСО ры смещения - с шиной нулевого потенО5 циала О5 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(ц Н 05 К 10/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИ

Н ABT0PCHC5hV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 33 17425/18-24 (22) 15.07.81 (46) 07.06.84. Вюл. №- 21 (72) Г.С.Власов и Н.Н.Ивченко (53) 621.327 (088.8) (56) i . Авторское свидетельство СССР № 581606, кл. Н 05 К 10/00, 03.01.75.

2. Патент ФРГ ¹ 2407421, кл. Н 05 К 10/00, опублик. 29.01.76.

3. Патент ФРГ № 2612212, кл . Н 05 К 10/00, опублик. 24.04.80 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

ИСТОЧНИКОВ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ, содержащее три операционных усилителя, инвертирующие входы которых через входные резисторы соединены с соответствующими шинами входных сигналов, а через резисторы обратной связи с шиной выходного сигнала, при этом выходы первого, второго и третьего операционных усилителей через защитные резисторы соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами рЕзервированного эмиттерного . повторителя. выход которого соединен с шиной выходного сигнала, а через резистор нагрузки — с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности резервирования путем устранения влияния отказавшего канала на выходное напряжение и расширение частотного диапазона, в него введены три резистора смещения, три транзисторных ключа и три двухвходовых фазочувствительных выпрямителя, первый и второй входы которых соединены соответственно с первым и вторым, вторым и третьим и первым и третьим входами

O резервированного эмиттерного повтори- Q тели, а выходы подключены соответственно к управляющим входам первого, второго и третьего транзисторных ключей, входы которых подключены к шине смещения, выходы соединены соот- Я ветственно с неинвертирующими входами первого, второго и третьего операционных усилителей, а через резисторы смещения — с шиной нулевого потенциала.

1096766

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в усилителях систем авторегулиро.вания и устройствах для управления электроприводами.

Известно устройство для резервирования источников аналоговых сигналов, содержащее группу усилителей, с числом усилителей в группе не менее трех, транзисторы, диоды и резистор нагрузки E 1).

Кроме того, при резервировании сигнал от входа до выхода этого устройства проходит через два операционных усилителя и резервированный эмиттерный повторитель, что существенно ограничивает частотный диапазон 55 устройства из-за наличия в вышеуказанных элементах внутренних задержек.

Недостатком данного устройства является невысокая точность рабаты в диапазоне малых сигналов при от- .15 казе одного из каналов.

Известно также устройство для резервирования источников аналоговых сигналов, содержащее, как минимум, три резервируемых канала, соеди- 20 ненных своими выходами через защитные резисторы с резистором нагрузки и имеющих отрицательную обратную связь 2 $.

Недостатком этого устройства яв- 25 ляется низкий диапазон выходных напряжений.

Наиболее близкий к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для резервирования источников аналоговых сигналов, содержащее входные резисторы, входные операционные усилители, резисторы защиты и усилитель, состоящии иэ операционных усилителеи, 35 резисторов и резервированного эмиттерного повторителя, в состав которого входят диоды и транзисторы (3 |.

Однако известное устройство характеризуется невысокой точностью из-за 40 существенного влияния отказавшего канала на выходное напряжение. Так, например, отказ одного из входных резисторов или отказ источника входного сигнала ведет к понижению 45 выходного напряжения на 15-20Х. Отказ одного из входных операционных усилителей ведет к понижению выходного напряжения на 40-453.

Целью изобретения является повьш ение точности резервирования путем устранения влияния отказавшего канала на выходное напряжение и расширение частотного диапазона.

Указанная цель достигается тем, что в устройство резервирования источников аналоговых сигналов, содержащее три операционных усилителя, инвертирующие входы которых через входные резисторы соединены с соответствующими шинами входных сигналов, а через резисторы обратной связи - с шиной выходного сигнала, при этом выходы первого, второго и третьего операционных усилителей через защитные резисторы соединены соответственно с первым, вторым и

I третьим входами резервированного эмиттерного повторителя, выход которого соединен с шиной выходного сигнала, а через резистор нагрузки с шиной нулевого потенциала, введены три резистора смещения, три транзисторных ключа и три двухвходовых фазочувствительных выпрямителя, первый

I и второй входы которых соединены соответственно с первым и вторым, вторым и третьим и первым и третьим входами резервированного эмиттерного повторителя, а выходы подключены соответственно к управляющим входам первого, второго и третьего транзисторных ключеи, входы KOTopblx подключены к шине смещения, выходы соединены соответственно с неинвертирующими входами первого, второго и третьего операционных усилителей, а через резисторы смещения — с шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство резервирования источников аналоговых сигналов содержит три входных резистора 1-3, первый, второй и третий операционные усилители 4-6, резисторы 7-9 обратной связи, защитные резисторы 10-12, резервированный эмиттерный повторитель, 13, резистор 14 нагрузки, резисторы 1517 смещения, первый, второй и третий транзисторные ключи 18-20 и первый, второй и третий двухвходовые фазочувствительные выпрямители 21-23.

Устройство работает следующим образом.

766 4 смещения (при указанных выше предположениях — с отрицательной шиной питания). Первый операционный усилитель 4 от напряжения смещения на неинвертирующем входе вводится в насыщение и на выходной сигнал влияния не оказывает. В результате этого также устраняется временная задержка, вносимая нерабочим каналом и равная времени нарастания выходного напряжения операционного усилителя до момента насыщения ., „.

Для данного устройства общее время задержки равко з 1096

Входные сигналы на инверсные входы первого, второго и третьего операционных усилителей 4-6 поступают через входные резисторы 1-3. Далее сигналы после прохождения через опера- 5 ционные усилители 4-6 и защитные резисторы 10-12 мажорируются в резервированном эмиттерном повторителе

13, который выполнен, например, иэ трех имеющих общую нагрузку (резис- 10 тор 14 нагрузки) транзисторных ячеек, состоящих иэ последовательно включенных двух р-и-р и двух п-р-и транзисторов. При поступлении на входы транзисторных ячеек резервированного 15 эмиттерного повторителя 13 сигналов с выходов защитных резисторов 10-12 в транзисторных ячейках оказываются включенными р-и-р или и-р-и транзисторы и сигнал проходит на выход уст- 20 ройства.

Для повышения линейности характеристики устройства в диапазоне малых сигналов оно охвачено резисторами

7-9 обратной связи. С выходов фазо- 25 чувствительных выпрямителей 21-23 на управляющие входы первого, второго и третьего транзисторных ключей

18-20 поступает постоянное напряжение, например, положительное (опре- д0 деляется схемой фазочувствительного выпрямителя), которое закрывает транзисторные ключи 18-20.

При возникновении отказа, например обрыва входного резистора 1, 35 выходные сигналы второго и третьего операционных усилителей 5 и 6 изменяются в фазе, а выходной сигнал первого операционного усилителя 4 в противофазе с выходным сигналом 40 устройства. В результате этого на выходе первого фаэочувствительного выпрямителя 21 возникает отрицатель- . ное напряжение, которое открывает первый транзисторный ключ 18, подключая неинвертирующий вход первого .перационного усилителя 4 к шине г у"

3 ОУ 9П где Т вЂ” время задержки .операционОу ного усилителя;

„ . — время задержки резервированного эмиттерного повторителя.

Для известного устройства общее время задержки равно

Так как Т и (а ь"р, то

"ОУ

2<, 2

"3

Таким образом, величина общего времени задержки предлагаемого устройства в два раза меньше, чем у известного. Так как граничная частота работы устройств определяется величинами Г и Т то у предлагае-.

3 3 мого устройства граничная частота работы выше, следовательно, частот-, ный диапазон работы расширяется.

Использование предлагаемого изобретения позволяет более качественно по сравнению с известным производить. резервирование сигналов, что дает воэможность в целом поднять качество работы систем авторегулирования или устройств для управления электроприводом.

1096766

Составитель Г.Милославский

Техред И.Асталош Корректор В.Синицкая

Редактор Н.Данкулич

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3843/42 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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