Релейный операционный усилитель

Релейный операционный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0ll И-С ИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 542 197

ИЗОБРЕТЕЫ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено01.07 75 (21) 2150118/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликоваио05.01.77.Бюллетень ¹1 (45) Дата опубликования описания 30.03.77 (51) М. Кл.е

G 06 G 7/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК

681.335 (088,8) (72) Авторы изобретения

Г. В, Суворов и Л. И. Бытович

Челябинский политехнический институт (71) Заявитель (54) РЕЛЕЙНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЪ

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах.

Один из известных релейных операционных усилителей содержит интегрирующий элемент, репейный элемент и операторные резисторы (1). Этот релейный операционный усилитель имеет сравнительно низкую точность работы.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является репейный операционный усилитель, содержащий релейный элемент, между входом которого и шиной нулевого потенциала включен интегрирующий элемент, операторную цепь обратной связи, подключенную между входом и выходом. релейного элемента, вход которого через входную операторную цепь соединен со входом усилителя. Ко входу релейного элемента подключены разноименные электроды первого и второго ограничительных диодов, другой электрод каждого из которых соедннен с одноименным электро« дом третьего и четвертого ограничительных диодов соответственно и с соответствующим выводом источника опорного напряжения 1 2).

Однако и этот репейный операционный усилитель имеет невысокую точность работы вследствие изменения частоты автоколебаний при воздействии повышенной величины входного сигнала, Целью изобретения является повышение точности работы.

Предложенный репейный операционный усилитель отличается эт известных тем, что в него введены первый и второй дополнительные интегрирующие элементы, каждый из которых подключен между соответствующим выводом источника опорного напряжения и шиной нулевого потенциала, Блок-схема предложенного релейного

2О операционного усилителя изображена на чертеже.

Усилитель содержит входную операторную цепь 1, интегрирующий элемент 2, операторную цепь обратной связи 3, ре25 лейный элемент 4, первый 5, второй 6, 542197

60 третий 7 и четвертый 8 ограничительные диоды, первый 9 и второй 10 дополнительные интегрирующие элементы и источник опорного напряжения 11.

Устройство работает следующим образом.

Релейный операционный усилитель представляет собой устройство, работающее в режиме автоколебаний. При отсутствии входного сигнала на входе 12 релейного операционного усипителя, на его выходе

13, которым является выход релейного элемента 4, формируется переменное напряжение прямоугольной формы с равной длительностью положительной и отрицательной попуволн. В этих условиях среднее значение выходного напряжения за период колебаний равно нулю.

Если на входе 12 действует сигнал, то интегрирующий элемент 2 в интервале совпадения знаков входного напряжения и выходного напряжения релейного элемента

4 заряжается суммой токов входного напряжения и напряжения обратной связи, а в интервале несовпадения знаков входного напряжения и выходного напряжения элемента 4 ток заряда элемента 2 определяется разностью токов входного и обратной связи. В результате среднее значение выходного напряжения релейного операционного усилителя на выходе 13 формируемого на выходе элемента 4, устанавливается пропорциональным входному сигналу.

Регулирование максимального уровня среднего значения выходного напряжения устройства происходит следующим образом.

Если выходное напряжение элемента 4 имеет положительную полярность, то диод

8 закрыт, так как величина напряжения 11 источника меньше амплитуды положительной полуводны выходного напряжения элемента 4. Элемент 9 заряжается током, протекающим по цепи: выход элемента 4, диод 7, элемент 9 и шина нулевого потенциала 14. Величина зарядного тока пропорциональная разности величин амплитуды полуволны выходного напряжения элемента

4 и напряжения источника 11, а скорость нарастания напряжения определяется постоянной времени цепи заряда. За время, соответствующее длительности положительной полуволны выходного напряжения элемента

4, элемент 10 разряжается.

К моменту переключения элемента 4 (момент окончания положительной полуволны выходного напряжения) величина напряжения на элементе 10 не успевает достичь нулевого уровня, необходимого для пере5

l5

20 Л

ЗО

35 ао

45 ключения диода 6 в открытое состояние.

Диод 5 также находится в непроводяшем состоянии, так как потенциал напряжения, до которого заряжен элемент 9, положителен.

При отрицательной полуволне выходного напряжения элемента 4 диод 7 закрывается, а диод 8 открывается. Это приводит к увеличению величины отрицательного напряжения на элементе 10, а эпемент 9 начинает разряжаться по цепи: внутреннее сопротивление источника 11, шина нулевого потенциала 14. При этом диоды

5 и 6 закрыты.

Рассмотренный процесс изменения напряжений на первом и втором допопнительных интегрирующих элементах 9 и 10 периодически повторяется.

Если на вход 12 усилителя подан сигнал, например, отрицательной полярности и такой величины, что при заданном коэффициенте передачи устройства среднее значение его выходного напряжения превышает допустимую величину, то диод 8 закрывается, а величина напряжения на элементе 10 уменьшается до нулевого уровня. Как только напряжение на элементе

10 превысит нулевое значение, открывается диод 6, что приводит к резкому увеличению входного тока устройства.

Сигнал на элементе 2 скачком достигает уровня срабатывания элемента 4, и он принудительно переключается в противоположное состояние. В резупьтате среднее значение выходного напряжения релейного операционного усилителя ограничивается на заранее выбрашюм уровне, который определяется величиной напряжения источника

11, а также постоянной времени дополнительных интегрирующих элементов.

В предложенном релейном операционном усилителе частота автокопебаний не изменяется при превышении входным сигналом порога включения ограничительных диодов, что повышает точность его работы, Формула изобретения

Репейный операционный усилитель, содержащий релейный элемент, между входом которого и шиной нулевого потенциала включен интегрирующий элемент, операторную цепь обратной связи, подключенную между входом. и выходом релейного элемента, вход которого через входную операторную цепь соединен со входом усилителя, ко входу релейного элемента подключены раз542197

Составитель О. Отраднов редактор Л. Утехина Техред Н. Андрейчук Корректор А. Лахина

Заказ 5983/31 Тираж 864 П одписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ноименные электроды первого и второго ограничительных диодов, другой электрод каждого из которых соединен с одноименным электродом третьего и четвертого ограничительных диодов соответственно и с соответствующим выводом источника опорного напряжения, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены первый и второй дополнительные интегрирующие элементы, каждый из которых включен между соответствующим выводом источника опорного напряжения и шиной нулевого потевцпапа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР, № 474816, МКИ G 06 7/12, от

21. 05.7 4.

2. Авторское свидетельство СССР, )О ¹ 482758, МКИ g 06 G 7/12, от

0 1. 06.7 4 (прототип) .