Многопороговое устройство сравнения

Многопороговое устройство сравнения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С©ез Соаетскин

Сстциалмстимескин

Республик

О Il И С А Н И Е ())) ыч1зн

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 07.10.75 (21) 2179173/24 (51) М. Кл. 4 05 В 1/01

2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,08.77. Бюллетень № 29 (53) УДК 681,325(088.8) (4б) Дата опубликования описания 09, IR. 77

Государственный комнтет

Соаата Мнннотров СССР оо долам нзобрвтеннй н открв)тнй

М. А. Розенблат и A. Н. Крештал (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ордена Ленина институт проблем управления (54) МНОГОПОРОГОВОВ УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ

Изобретение относится к электронике, автоматике и связи и может быть использовано при построении различных систем автоматического управления, следящих систем, устройств автоматической регулировки усиления в системах передачи данных и т.д.

Известны многопороговые устройства сравнения, содержащие соответствующее число однопороговых или двухпороговых компараторов, каждый из которых состоит соответственно из одного или двух операционных усилителей и ограничителя напряжения (1 j .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство содержащее операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с источниками входного и опорного напряжений, а выход подключен ко входу двухпорогового компаратора, и двусторонний ограничитель напряжения (2).

Однако в таком устройстве используется большое число операционных усилителей (на шести операционных усилителях реализуется пять лорогов), по ведет к усложнению многопороговых устройств и понижению их надежности.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение устройства, Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве между суммирующим входом и выходом операционного усилителя включен двусторонний ограничитель напряжения, а вход двухлорогового компаратора через введенные резисторы соединен с источниками входного опорного напряжений.

1!а фиг. 1 изображена схема предложенного многопорогового устройства сравнения; на фит. 2зависимость выходного напряжения 0 двухпорогового компаратора от величины его входного тока 1; на фиг. 3 — зависимость входного тока компаратора 1 от величины входного напряжения

0вх устройства; на фиг. 4 — зависимость выходного напряжения 0вых устройства от величины его входного напряжения 0вх.

Устройство содержит операционный усилитель 1, охваченный цепью обратной связи, состоящей из резистора 2 и подключенного к нему параллельно двустороннего ограничителя 3 напряжения.

Источники опорното (0ол) и входного (0вх) сигнала подключень) через резисторы 4 и 5 соответствен. но к инвертируюшему входу операционного уси568038

К +Е я

Р1 И 16 г

20 UïoÐ э

Оси-р - Е

Ф (9) 1ь 1 Ча лителя 1. Комларатор 6 содержит oneðànèoíûbï усилитель 7> K иивертирую!Нем Bxo H Выходу

I которого подключены диоды 8, 9 и 10, 11 соответственно. Анодь! диодов Вн 10 черезреэистор 12 подключены к источнику постоянного положительного напряже!!Ня +Е. Катоды диодов 9 и 11 через резистор 13 подключены к источнику отрицателю!Ого постоянного напряжения -Е (в качестве источников +Е и -Е могут быть использованы источники литания операционных усилителей 1. и

7) . Инвертирующий вход операционного усилителя 7 соединен с источ!н!ками Опор!! >го и входного сигналов ч с выходом ог!ераш1опного усилителя 1 через резисторы 14, 15 и 16 соответственно.

Устройство работает следутощпм образом.

Комларатор имеет два порога срабатывания, Если входной ток компаратора не Выходит за пределй по1>огов срабатыв!!!и!Я, то Выходное напряжение компаратора равно (близко) нулю. Если входной ток достигнет или превысит пороговые значения, выходное напряжение компаратора изменится скачком от нуля до напряжений +Е или Е

СООТВЕТСТВЕННО.

Вх6дной ток коьтаратора (фиг. 3} в этом устронстве равен сумме токов, протекающих через резисторы 14,. 15 и 16. 11оложим, что R14 = В1а, тогда

При ЬU>ЬО

АО orp вт !" 110

Ми

16

Если Ооп н Овх PBBHbl по величине (фиг. 3), то

Zl=О и Оных — — О. ДопУстим, что Овх возРастает по величине ЬО < О. Если ЬО -" достиг11ет величины

-М

ЬОпор1(ЬО выходной ток компаратора станет

PBBllblM и Оных изменяется скачком от нуля до -Б (фиг. 4) .

При изменении DU Ьт 0 до ЬУХ возрастает. При дальнейшем Величении сХ О 2;1 уменьшается. Бели

ЛОдосп!гнет величины 11Опорг> ЬО, входной ток компаратора становится равным

1 К + Е

Е " ьU — (8) пОР1 Н4 Й Я и Оных изменЯетсЯ скачком от -14 ДО нУНЯ. Бсли 5U достигнет величины ЬОпорз) ЬО 1 входной ток компаратора становится равным

Овь!х, — +. 44 и „, где UBBlxz — выходное !!апрлжение усилителя 1, ЬО=- Оо!т + О Вх — Р; mo, ть сРавниваемых. РазнополЯРных сигналов Ооп и U„x (бУДем Далее считать

ДНЯ ОЛРСДелсннос.ln, что Uon) О, а U„x (0), В зависимости От Величины ЛО ВТО,>ОЙ член уравне>н!Я (1 ) может иметь различный Вид, 11ри относительно небольшой Величине 5. О, когда

40 (2) О„(, =/-Кло/< 1 .р

AU КьО 4 К вЂ” — = аΠ— — — (3) . !4 1ь и 1е 50

Величины К, R14 и Rl.- выбираются так, чтобы (4)

Велич>ша Uoz-p выбиРаетсЯ так, что

"! — „1

2 где г — коэффи!!Иент усиления 45

4 усилителя 1 (обы шо 6,1=В,), à Uozp -- напряжение

oz.pûzn÷ezznÿ Ограничителя 3, Таким >хе образом лри уменьшении UBx(AU) О) достигает сначала значения

Е.= ь ΄— — — = (10)

К

"1 "Р4 В14 %16 13 затем Величзп!ь!

> ОР5

<и (!1)

14 16 l3 затем Ul! Pz Uorp + Е

5 1 (12)

14 !о 12

Ото!ода Видно, что в предлагаемом устройстве при шести значе>в!ях входного напряжения происходит резкое скачкообразное изменение выходного напряжения (фиг., 4). Выбирая определенным образом параметры элементов устройства, можно настроить его на любое число порогов в пределах от, одного до шести.

Таким образом, предлагаемое устройство существенно проще известных многопороговых устройств сравнения. В нем используется в три раза меньшее число элементов, что позволило повысить надежность многопороговых устройств сравнения, уменьшить их вес, габариты и потребляемую

МОЩНОСТЬ.

Предлагаемое устройство было успешно испытано и применено для построения устройств автоматической регулировки усиления в системах передачи данных.

Формула изобретения

Многопороговое устройство сравнения, содержащее операционный усилитель, инвертнруниций вход которого соединен с источниками входного и опорного напряжений, а выход подключен ко входу двухпорогов ого компаратора, и двусторонний ограничительнапряжения,отличающееся тем что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, между суммирующим входом выходом операционного усилителя включен

S68038 двусторонний ограничитель напряжения, а вход двухпорогов ого комп аратора через введенные резисторы соединен с источником входного и опорного напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения;

1. Проектирование и применение операционных усилителей, под род. Дж. Грем. М., "Мир", l975, с.389-395.

2. Проектирование и применение операционный усилителей, под. ред. Дж. Грем. М., "Мир», 1975, с.398.

568038

Составитель С. Белан

Техрсд 3. Фанта йщактор E. Братчикова

Корректор Д. Мельниченко

Заказ 2800/35

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

Тираж !095 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыт.dl

1 l 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5