Релейный преобразователь сигналов

Релейный преобразователь сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 47787 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.09.75 (21) 216 946 7/24 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано25.02.77Люллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 02.06.77 (51) М К.

Cj06 т 7/25

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изоаретеннй и открытий (53) УДК 681.385 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. И. Цытович, О. И. Осипов и Г. В. Суворов (71) Заявитель

Челябинский политехнический институт имени Ленинского комсомола (54) PE JIEAH ЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Ь СИГНАЛОВ

Изобретение относится к усилительной технике, в частности, к усилительным уст» ройствам, работающим в релейном режиме, и может быть использовано в вычислительных машинах в системах промышленной автоматики.

Один из известных релейных преобразс=вателей сигналов содержит последовательно включенные интегратор и релейныч элемент, ключевые элементы (1). Однако такой 10 преобразователь имеет низкую точность работы при воздействии помехового сигнала.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является релейный преобразователь 15 сигналов, содержащий соединенные последовательно входной масштабируюший резистор, интегратор, развязывающий резистор и релейчый элемент, выход которого через операторный резистор обратной связи подключен ко входу интегратора и обкладке накопительного конденсатора, другая обкладка которого через разрядный резистор соединена с шиной нулевого потенциала, а через встречно-параллельно включенные ог- о5 раничи-.ельные диоды — с выходом интегратора, высокочастотный усилитель, дифференцирующий элемент (2), Однако это устройство имеет сравнительно низкую точность работы из-за всзникновения нелинейныхискажений при воздействии сигнала помехи.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

В предлагаемый релейный преобразователь сигналов введены нелинейные элементы с зоной нечу вствительности, ко входу релейного преобразователя сигналов подключен вход первого нелинейного элемента с зоной нечувствительности, выход которого через высокочастотный усилитель соединен со входом второго нелинейного элемента с зоной нечувствительности, выход которого через дифференцирующий элемент подключен ко входу интегратора.

На чертеже дана функциональная схема описываемого преобразователя.

Преобразователь содержит входной масш"абирующий резистор 1, накопительный конденсатор 2, разрядный резистор 3, интегратор 4, ограничительные диоды о и 6, опе547787 раторный резистор 7 обратной связи, развязывающий резистор 8, релейный элемент

9, правый нелинейный элемент 10 с зоной нечувствительности, высокочастотный усилитель 1 1, второй нелинейный элемент 1 2 с зоной нечувствительности, дифференцирующий элемент 13, шина нулевого потенциала 14, вход 15 и выход 16.

Устройство работает следующим обра- 10 зом.

Релейный преобразователь сигналов представляет собой автоколебательное звен,>, выходное напряжение которого неизменно по амплитуде и меняется только по знаку.

Срабатывание релейного элемента 9 происходит при величине сигнала на его входе, равного порогу срабатывания. При отсутствии входного сигнала выходное напряжение интегратора 4 имеет одинаковую скорость изменения за период автоколебаний и среднее значение выходного напряжения на вы» ходе 16 релейного преобразователя равно нулю.

При наличии входного сигнала скорость изменения выходного напряжения интегратора 4 в одну часть периода автоколебаний определяется разностью входного тока и тока обратной связи, а в другую часть пе риода скорость изменения выходного напряжения интегратора 4 определяется суммой указанных токов.

Среднее значение выходного напряжения устройства за период автоколебании устанавливается пропорционапьным величине входного сигнала, а коэффициент пропорциональности определяется отношением величин ññ противлений операторного резистора 7 обратной связи и входного масштабирующегэ резистора 1, Если на вход 15 воздействует помеха, амплитуда которой значительно превосходит допустимую величину входного сигнала, релейный элемент 9 переходит в режим принудительного переключения с частотой сигнала помехи и относительной продолжительностью импульсов выходного напряжения устройства, определяемой соотношением полезного входного сигнала и амплитудой сигнала помехи.

Если в результате воздействия сигнала помехи выходное напряжение интегратора превысит зону нечувствительности ограничительных диодов 5 и 6, в цепь отрицатель Q ной обратной связи интегратора 4 включится накопительный конденсатор 2, Увеличение постоянной времени интегратора 4 приводит к уменьшению сигнала ошибки устройства, в результате чего напряжение на вы- 60

4 ходе интегратора 4 не достигнет зоны "насыщения усилительного элемента, на основе которого выполнен интегратор 4.

Зона нечувствительности ограничительных диодов должна быть выбрана большепорога срабатывания релейного элемента 9 и меньше напряжения насьпцения интегратора 4.

В интервале времени, когда сигнал на выходе 16 релейного преобразователя принимает допустимое значение, происходит разряд накопительного конденсатора 2 через разрядный резистор 3 и выходное сс противление устройства.

Если во время действия помехового сигнала произойдет малое по величине изменение полезного входного сигнала, релейный преобразователь отработает его с фазовым запаздыванием, определяемым частотой помехового сигнала.

Таким образом, для получения незначительного фазового запаздывания в отработке релейным преобразователем полезного сигнала необходимо, чтобы частота помехового сигнала была намного больше частоты полезного сигнала управления.

Величина зоны нечувствительности первого нелинейного элемента 10 равна допустимому диапазону изменения входного сигнала устройства. Второй нелинейный элемент

12 с зоной нечувствительности устраняет влияние шумов высокочастотного усилителя

1 1 на работу релейного преобразователя.

Дифференцирующий элемент 13 фильтрует постоянную составляющую высокочастотную усилителя 11.

Как только суммарный сигнал на входе

15 превысит зону нечувствительности первого нелинейного элемента 10, к входной цепи устройства подключается высокочастотный усилитель 11, который выделяет и усиливает высокочастотную составляющую помехового сигнала. Напряжение этой составляющей поступает на вход интегратора

4, где происходит суммирование и моду-ляция помехового сигнала его высокочастогной составляющей. В результате выходное напряжение интегратора 4 преобразуется в высокочастотный сигнал, что повышает частоту переключения релейного элемента 9, Таким образом, релейный преобразователь сигналов обладает повышенной помехозащищенностью и более высокими динамическими показателями, что приводит к более точной работе.

Формула изобретения

Релейный преобразователь сигналов, содержащий соединенные последовательновход547787

Составитель О. Отраднов

Редактор Сторчевая Техред Г. Родак Корректор А. Гриценко

Заказ 638/102 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной масштабируюший резистор, интегратор, развязываюший резистор и релейный элемент, выход которого через операторный резистор обратной связи подключен ко входу интегратора и обкладке накопительного конденсатора, другая обкладка которого через разрядный резистор соединена с шиной нулевого потенциала, а через встречно-параллельно включенные ограничительные диоды - с выходом интегратора, высокочастотный усилитель, дифференцируюший элемент, отличающийся тем,что, с целью повышения точности, в него введены нелинейные элементы с зоной нечувствительности, ко входу релейного преобраз<>- g вателя сигналов подключен вход первого нелинейного элемента с зоной нечувствптельности, выход ко-,орога через высокочастотный усилитель соедп : . н со еходо; вто: "-цируюший элемент подключен ко входу интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. «Аналоговая и аналого-цифровая вычислительная техника", Сборник статей под ред. В. Б. Ушакова, вып. 3. Изд-во "Советское радио", 1969, с. 130, рис. 7.

2. Авторское свидетельство СССР

Л" 507871, М. Кп. G 06 G 7/12, 14.10.74 (прототип) .