Устройство сравнения напряжений

Устройство сравнения напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В е ооюэнаи з щйтОнтно- тохййчясмйЮ о п и с УГУГ>

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (ii) 440648

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 05.07.72 (21) 1807972/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.08.74. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 07.02.75 (51) М. Кл. G 05b 1/01

Н 03k 5/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.374. .335 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Б. Лейтман и М. Б. Гладштейн

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение может быть использовано в автоматике, телемеханике, информационно-измерительной технике.

В настоящее время балансные диодно-регенеративные компараторы получили большое распространение благодаря ряду присущих им положительных качеств — простоте, возможности сравнивать однополярные напряжения, высокому входному сопротивлению до момента срабатывания компаратора. Однако наличие значительного нестабильного и неуправляемого по величине гистерезиса выходной характеристики, большое время восстановления и связанное с этим малое быстродействие, а также то обстоятельство, что выходной сигнал компаратора представляет собой последовательность импульсов или их отсутствие, не всегда делает известные компараторы приемлемыми. Кроме того, после срабатывания компаратора источник входного напряжения, подключенный к цепи положительной обратной связи компаратора, нагружается значительным импульсным током, что понижает входное сопротивление компаратора по данному входу после его срабатывания.

Цель изобретения — уменьшение времени восстановления компаратора и повышение его быстродействия. Для этого к выходным обмоткам трансформаторов блокинг-генераторов диодно-регенеративных компараторов подключены блокирующие транзисторные ключи, управляющие цепи которых подключены к выходам триггера, при этом клемма источника входного напряжения соединена с обмоткой положительной обратной связи трансформатора блокинг-генератора первого диодно-регенеративного компаратора и с обмоткой отрицательной обратной связи трансформатора блокинг-генератора второго диодно-регенератив1О ного компаратора, а клемма источника опорного напряжения соединена с обмоткой отрицательной обратной связи трансформатора блокинг-генератора первого диодно-регенеративного компаратора и с обмоткой положи15 тельной обратной связи трансформатора блокинг-генератора второго диодно-регенеративного компаратора.

Устройство сравнения напряжений работает следующим образом.

20 Сравниваемые напряжения U и Уз от клеммы источника входного напряжения 1 и от клеммы источника сравниваемого напряжения 2 подаются на входы двух диодно-регенеративных компараторов 3 и 4, выполненных

2s на блокинг-генераторах на транзисторах. Если

V I ) Уз, условия самовозбуждения выполняются для первого диодно-регенеративного компаратора 3 и не выполняются для второго диодно-регенеративного компаратора 4. По30 этому первый диодно-регенеративный компа440648 ратор 3 вырабатывает импульс, который с выходной обмотки 5 трансформатора блокинг-генератора первого диодно-регенеративного компаратора 3 через резистор связи b подается на первый вход триггера 7, переключая его в такое положение, при котором напряжение - вых.1 0 а V„,z,2 имее1 значительную Вели lиНу. Г1анрЯжЕHHe Овых.g> унраВЛЯЮЩЕЕ pBOOTQII первого блокиру ощего транзисторного ключа

8, ВызыВает его замыкание. 1IpH этом Выходная обмотка 5 трансформатора блокинг-генератора первого диодно-регенеративного компаратора 3 оказывается закороченной замкнутым ключом, условия самовозбуждения компаратора больше не выполняются и генерация импульсов прекращается. .блокирующий транзисторный ключ 8 при этом размыкается, раскорачивая выходную обмотку 9 трансформатора блокинг-генератора второго диодно-регенеративного компаратора 4 и подготавливает его к работе, Однако, поскольку I02I (IVII условия самовозбуждения второго диодно-регенеративного компаратора 4 не выполняются и компаратор не работает. Таким образом, после того, как первый компаратор выработал один импульс, оба компаратора больше не работают, потому что первыи заолокирован транзисторным ключом

8, а второй ввиду того, что не выполняются условия самовозбуждения, О том, что в данныи момент IVII) (02 можно судить по состоянию триггера 7, r. е. по величинам его выХОдНЫХ НаиряжЕНИИ : Ь,ых.1=0; Up» 2 ИМЕЕТ значи тельную величину.

Ь таком состоянии устройство находится до тех пор, пока UI ) I U2 . Как только величина И2 оказывается большей Ui (i u j ) j UI I ) условия самовозбуждения второго диодно-регенеративного компаратора 4 выполняются, компаратор вырабатывает импульс, поступающий с выходной обмотки 9 трансформатора блокинг-генератора через резистор связи 10 на второи вход триггера 7 и вызывающий переключение триггера в исходное состояние. ьторой блокирующий транзисторный ключ 11 при этом замыкается, блокируя второй диодно-регенера1ивный компаратор 4; блокирующий транзисторный ключ 8 размыкается, подготавливая первый диодно-регенеративный компаратор 3 к работе. Однако, поскольку

i U1i (i Ьрl. срабатывания первого диоднорегенеративного компаратора 3 не происходит.

0 соотношении напряжений UI u Uq в данный момент (U>j) j VII) можно судить по состоянию триггера 7: У„,х1 имеет значительную величину, U,», 0. В случае нового изменения знака неравенства срабатывает первый диодно-регенеративный компаратор 3, вызывая новое переключение триггера 7, после чего он вновь блокируется транзисторным ключом 8, а второй диодно-регенеративный компаратор 4 подготавливается к работе и т. д.

С целью уменьшения времени восстановления балансного диодно-регенеративного ком5

65 паратора, длительпосгь его выходного импульса неооходимо по возможности уменьшать в связи с тем, что при этом уменьшается напряжение, до которого дополнительно заряжается разделительный конденсатор балансного

ДРЬ, за время импульса. В то же время уменьшсние длительности импульса требует, как правило, уменьшения индуктивности первичнои обмогки трансформатора, что приводит к уменьшению коэффициента усиления усилителя, а следовательно, и к ухудшению такого важного для компаратора параметра, как чувствительностьь.

В предлагаемой схеме оказывается возможным осуществить уменьшение длительности выходного импульса до минимально возможной величины без ухудшения чувствительности компаратора путем соответствующего выбора полярности импульсов на выходных обмотках трансформаторов блокинг-генераторов

5 и 9 диадно-регенеративных компараторов. В частности, целесообразно выбрать полярность выходных импульсов таким образом, чтобы они осуществляли бы отпирание соответствующих транзисторов триггера. В этом случае триггер 7 переключается сразу же после формирования переднего фронта импульса; в момент переключения триггера замыкается один из блокирующих транзисторных ключей 8 или

11, препятствуя дальнейшему формированию импульса. Следовательно, в предлагаемой схеме длительность выходного импульса практически не превышает длительности переднего фронта импульса обычного балансного ДРК, причем это уменьшение длительности достигается не за счет уменьшения индуктивности первичной обмотки трансформатора ДРК.

В настоящем устройстве легко удается осуществить регулировку величины гистерезиса выходной характеристики, а при необходимости и практически полностью гистерезис устранить.

Гистерезис выходной характеристики отдельно взятого балансного ДРК проявляется в том, что срабатывание компаратора происходит при одном значении разности ЛУ=

= j U1 i — j Uq j сравниваемых напряжений, а выключение — при другом, обычно меньшем значении (AU). Явление гистерезиса можно объяснить тем, что условия срыва колебаний работающего (т. е. вырабатывающего импульсы) компаратора отличаются от условий самовозбуждения неработающей схемы.

В предлагаемой схеме каждый из балансных ДРК в момент срабатывания вырабатывает только один импульс, после чего блокируется соответствующим ключом и далее на работу компаратора никакого влияния не оказывает. Поэтому уровень срабатывания всего компаратора определяется уровнем срабатывания одного из ДРК, уровень отпускания его определяется уровнем срабатывания второго компаратора. Следовательно, уровень срабатывания и отпускания всего компаратора определяется только уровнями срабатывания ДРК

440648

Г— !

0!"

I(1! !! J, ! !

Ь !

/ !

1 ! т! !

" ! ) !! !

r !

Составитель Т. Афанасьева

Техред А. Камышникова

Редактор Е. Гончар

Корректор Е. Рогайлина

Заказ 105/5

Изд. № 193

Тираж 760

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 и совершенно не зависит от их уровней отпускания. В то же время уровень срабатывания отдельных ДРК можно в достаточно широких пределах регулировать с помощью резисторов, входящих в состав их цепей положительной и 5 отрицательной обратных связей. При этом возможно произвольно изменять величины гистерезиса предлагаемой схемы и, при необходимости, уменьшить величину гистерезиса практически до нуля путем такой настройки обоих 10

ДРй;, и!: . которой они срабатывают при одном и том же значении )AU!.

Предмет изобретения

Устройство сравнения напряжений, содержащее два диодно-регенеративных компаратора, выполненных на блокинг-генераторах на транзисторах, к выходам которых подключен триггер, отл и ч а ющееся тем, что, с целью по- 20! ! !

1 !

1 ! ! ! нг вышения быстродействия, к выходным обмоткам трансформаторов блокинг-генераторов упомянутых диодно-регенеративных компараторов подключены блокирующие транзисторные ключи, управляющие цепи которых подключены к выходам упомянутого триггера, при этом клемма источника входного напряжения соединена с обмоткой положительной обратной связи трансформатора блокинг-генератора первого диодно-регенеративного компаратора и с обмоткой отрицательной обратной связи трансформатора блокинг-генератора второго диодно-регенеративного компаратора, а клемма источника опорного напряжения соединена с обмоткой отрицательной обратной связи трансформатора блокинг-генератора первого диодно-регенеративного компаратора и с обмоткой положительной обратной связи трансформатора блокинг-генератора второго диодно-регснеративного компаратора.