Устройство для определения абсолютного значения

Устройство для определения абсолютного значения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащее однополуЬериодньш детектор, выполI ненный на операционном усилителе, неинвертирзгющий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала , а между инвертирующим входом и выходом включены первый разделительный диод в обратном направлении и цепь из последовательно соединенных первого масштабного резистора и вто рого разделительного диода, включенного в прямом направлении, общий вывод которых является выходом однополупериодного детектора, причем инвертирующий вход операционного усилителя через второй масштабный резистор подключен к входу устройства, и сумматор, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход подключен к выходу однополупериодного детектора, а выход является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения абсолютного значения разности сигналов, в него введены третий масштабный резистор и инвертор, вход которого является дополнительным входом устройства, а выход подключен к третьему входу сумматора и через третий масштабный рез истор - к инвертирующему входу операционного усилителя. СО 4: 00

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН

4(51) G 06 G 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3594638/24-24 (22) 23.05.83 (46) 30.01.85. Бюл. Ф 4 (72) О.И. Ияртенс (53) 681.335(088.8) (56) 1, Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых

ИС. М., "Радио и связь", 1981, с. 106, табл. 3. 6, сх. 4.

2. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре, М., "Сов, радио", 1979, с. 187, рис. 4.23е (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

АБСОЛЮТНОГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащее однополуЬериодный детектор, выпол= ненный на операционном усилителе, 1 неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а между инвертирующим входом н выходом включены первый разделительный диод в обратном направлении и цепь иэ последовательно соединенных..SU„„1137484 A первого масштабного резистора и второго разделительного диода, включенного в прямом направлении, общий вывод которых является выходом однополупериодного детектора, причем инвертирующий вход операционного уси.лителя через второй масштабный резистор подключен к входу устройства, и сумматор, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход подключен к выходу однополупериодного детектора, а выход является выходом устройства, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей эа счет определения абсолютного значения разности сигналов, в него введены третий масштабный резистор и инвертор, вход которого является дополнительным входом устройства, а выход подключен к третьему входу сумматора и через третий масштабный резистор — к инвертирующему входу операционного усилителя.

7484

113

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть использовано для рпределения и контроля абсолютного значения сигналов, в частности абсолютного значения разности сигнаЛов.

Известнд устройство для определения абсолютного значения разности сигнала, содержащее операционный усилитель с дифференциальным входом, 10 резисторы и диоды, которые для повышения точности преобразования включены в цепь отрицательной обратной связи усилителя Я .

В известном устройстве определения абсолютного значения обе выходные клеммы имеют ненулевой потенциал (выход устройства является "плавающим") и, следовательно, устройство подключаемое к выходу данного устройства, должно иметь дифференциальный вход.

Наиболее близким по конструктивному выполнению к предложенному

25 является устройство для определения абсолютного значения сигналов, содержащее операционный детектор на первом операционном усилителе, на двух резисторах и диодах, причем анод первого и катод второго диода соединен с выходом операционного усилителя, а катод первого диода соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя и через один резистор — с входом устройства, а 35 через другой резистор — с анодом другого диода, а также сумматор на втором операционном усилителе, причем первый вход сумматора подключен к входу устройства, второй вход — 40 к аноду другого диода, а выход — к выходной клемме устройства.

Недостатком этого устройства для определения абсолютного значения является отсутствие дифференциального 45 входа, что позволяет определить абсолютное значение разности сигналов (потенциалов). только между какойнибудь точкой и общей шиной. Такие устройства нельзя подключать прямо 50 к мостовым и другим дифференциальным источникам сигнала, где информация содержится в разности потенциалов двух точек, каждая из которых имеет ненулевые потенциалы. Промежуточное 55 преобразование дифференциального сигнала в напряжение относительно нулевого потенциала усложняет схему и уменьшает точность преобразования, а также быстродействие устройства.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет определения абсолютного значения разности сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения абсолютного значения,, содержащее полупериодный детектор, выполненный на операционном усилителе, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а между инвертирующим входом и выходом включены первый разделительный диод в обратном направлении и цепь иэ последовательно соединенных первого масштабного резистора и второго разделительного диода, включенного в прямом направлении, общий вывод которых является выходом однополупери-. одного детектора, причем инвертирующий вход операционного усилителя через второй масштабный .резистор под= ключен к входу устройства, и сумматор, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход подключен к выходу однополупериодного детектора, а выход является выходом устройства, введены третий масштабный резистор и инвертор, вход которого является дополнительным входом устройства, а выход подключен к третьему входу сумматора и через третий масштабный резистор к инвертирующему входу операционного усилителя.

Схема предложенного устройства представлена на чертеже.

Устройство для определения абсолютного значения содержит первый и второй входы 1 и 2, однополупериодHbIH детектор 3 на первом.операционном усилителе 4, масштабные резисторы 5 и б и разделительные диоды

7 и 8, сумматор 9 с тремя суммирующими входами на другом операционном усилителе 10 и резисторах 11-14 и инвертор напряжения 15 на третьем операционном усилителе )6 и резисторах 17 и 18, третий масштабный резистор 19, выход 20 и шину нулевого потенциала 21.

Устройство работает следующим образом.

Пусть резистор 12 имеет сопротивление Rf2, а остальные резисторы— сопротивление R, операционные усилители имеют такое усиление, что напряжение на инвертирующих входах можно считать равным нулю благодаря. цепям отрицательной обратной связи.

На выходе инвертора 15 действует напряжение

< вх2 (1) где UЕк — напряжение на входе 2.

На инвертирующий вход усилителя

4 поступает ток 1 Вх1 "(1вх "вх

e +— к R

137484

Таким образом, предложенное устройство при подаче на его дополнительный вход напряжения позволяет определять дополнительно абсолютное значение разности сигналов и, имея симметричный вход и выход относительно шины нулевого потенциала, позволяет повысить. точность преобразования сигнала путем обеспечения

10 одинакового входного сопротивления с обоих входов. Кроме того, в предложенном устройстве коэффициент передачи не зависит от сопротивления нагрузки.

Предлагаемое устройство может быть исполнено в вуде микросхем.

Для точного преобразования необходимо подгонять отношения сопротивлений резисторов. Так как неинвертирующие входы операционных усилителей заземлены, то для получения максимального быстродействия можно применять кор35 рекцию частотной характеристики с опережением фазы. где У „, — напряжение на первом входе. 15

Если i<> 0 то диод 7 закрыт и ток i l течет через резистор 6, создавая на аноде диода 8 напряжение

U<= В=Ue U „„ (-3)

Если i,c 0 то диод 8 закрыт, диод

7 открыт и

U 0 . (4)

На инвертирующий вход суммирующего усилителя 10 поступает ток чеpea резисторы ll, 12,и 13, то есть

"вхi "z "i "ex„2(lz Овк

1 — + = + (s) г

Ъ"

Этот ток создает на резисторе 14 выходное напряжение

U8bix у Н=-11вк, +Usx 2U2 (6)

Если Бел -Us« O ° To i.х 0 и живых* .вх,+ "вх -2(0sxg ьх,1*0вх< -05xg р (7) а если U -U „.y 0, то ii icO u

П вь1х =-0 вк с +У вxq-0= — (Увк - 1вхя ) (8) довательно Пвь,х=(1ек " 1ви) (9) Технико-экономический эффект устройства для определения абсолютного значения состоит в том, что данное устройство может быть прямо подключено к мостовым и другим дифференциальным источникам сигнала без промежуточного определения разности сигналов, что повышает точность преобразования и упрощает аппаратуру, а также повышает быстродействие.

1137484

Составитель С. Белан

Корректор А. Обручар

Редактор М. Циткина Техред 3.Палий.

Заказ 10526/37 Тираж. 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий

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

Подписное

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