Трехпозиционное пороговое устройство

Трехпозиционное пороговое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(»)568935

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.05.75 (21) 2138239/21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описания 27.12.77 (5 l ) М.Кл. С 05 В 1/01

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.373.44 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Козьев, Ю. И. Ковалев и А. П. Стахов (71) Заявитель (54) ТРЕХПОЗИЦИОННОЕ ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО

Устройство относится к информационноизмерительной и импульсной технике и может быть использовано, например, в качестве датчика величины напряжения или схемы сравнения в автоматических, системах контроля и информационно-измерительных системах, а также в системах автоматического регулирования,в качестве управляющего элемента.

Известно пороговое устройство, которое после превышения входным напряжением опорного начинает выдавать импульсы с частотой, зависящей от величины входного напряжения fl). Это устройство является двухпозиционным, т. е. имеет два состояния 8 зависимости от величины, входного напряжения: или генерирует импульсы, или не генерирует, поэтому не может выполнять функции сравнения по принципу «меньше нормы» — «норм໠— «больше нормы».

Прототипом предлагаемого устройства является трехпозиционное пороговое устройство, содержащее два операционных усилителя, на входы которых через резисторы подаются входное напряжение и опорные, напряжения верхнего и нижнего допусков, а выходы соединены между собой. Если входной сигнал в допуско вой зоне, на выходе устройства имеется высокий уровень напряжения. Если, входной сигнал ниже или выше допусковой зоны, на выходе устройства низкий уровень напряжения (2).

Недостатком устройства является то, что прп уходе входного напряжения от номинальной величины в поле допуска нельзя определить величину и знак этого ухода.

В целях определения величины и знака отклонения входного напряжения от номинального в трехпозиционное пороговое устройство, содержащее операционный усилитель, инвертирующпй и неинвертирующий входы которого подключены через резисторы соответственно к источнику опорного напряжения и входу устройства, введены последовательно соединенные диод и резистор, а также управляемый конденсатор, выполненный, например, в виде включенных встречно стабилитрона и диода, к обшей точ)ке которы.; через резистивный делитель подключен источник,напряжения смещения. Причем управляемый конденсатор,включен между выходом и неинвертирующим входом операционного усилителя, а последовательно соединенные диод и резистор включены между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя.

На фиг. 1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2a— зависимость выходного напряжения от входного, на фиг. 2б — зависимость напряжения на управляемой емкости от входного, на фиг.

568935

2в — зависимость частоты выходного сигнала

От Входного напряжения.

Устройство содержит операционный усилитель 1, к неинвертирующему входу которого через резистор 2 подключается источник 5 входного напряжения, к инвертирующему входу через резистор 8 — источник опорного напряжения. Выход усилителя через последовательно соединенные диод 4,и резистор 5 соединен с его инвертирующим входом, а через 10 управляемый конденсатор б — с неинвертирующим входом.

Управляемый конденсатор содержит встречно .включенные стабилитрон 7 и диод 8, соединенные катодами. К точке их соедине- 15 ния через делитель на резисторах 9 и 10 .подключен источник напряжения смещения 11.

Устройство работает следующим образом.

При значении входного напряжения (U„ меньше опорного (U,„) с выхода усилителя 20

1 снимается постоянное напряжение отрицательной полярности (см. фиг. 2а), диоды 4 и

8 закрыты, цепи обратной связи .разомкнуты.

Если входное напряжение прввышает опорное, напряжение на выходе устройства стано- 25 вится положительным, диод 4 открывается и напряжение на инвертирующем входе вв оп 1вых >1о.с>

30 где U „„„„.— положительное напряжение на выходе операционного усилителя 1;

К,.с — коэффициент передачи обратной связи, цепи, состоящей из диода 4 и резистора 5.

Так как напряжение на инвертируюшем входе:становится больше, чем на неинвертирующем за счет приращения напряжения от тока в цепи обратной связи, напряжение на выходе операционного усилителя становится 40 отрицательным, диод 4 закрывается, цепь обратной связи разрывается. Этот процесс повторяется с частотой, определяемой величиной конденсатора б. В качестве управляемой емкости используется закрытый р — и переход 45 стабилитрона 7. При увеличении входного напряжения напряжение на аноде стабилитрона относительно катода изменяется согласно,кривой, приведенной на фиг. 2б. Емкость стабилитрона изменяется в зависимости от,величи- M ны приложенного к р — и переходу обратного яапряжения.

Таким образом, частота импульсов в зоне генерации зависит от входного напряжения, т. е. по значению частоты импульсов можно. определить величину ухода входного напряжения от номинальной величины (см. фиг.

2в).

Знак ухода входного напряжения от середины поля допуска определяется полярностью выходных импульсов. Если входное напряжение меньше номинального значения, полярность импульсов положительная. Если входное напря>кение равно номинальному значению,,импульсы имеют форму типа «меандр».

Если входное напряжение больше номинального значения, полярность импульсов отрицательная. Напря>кение смещения, подаваемое через делитель на резисторах 9 и 10, линеаризует зависимость частоты выходного сигнала от,входного напряжения и позволяет производить совмещение максимальной частоты с положительным значением входного напряжения.

При превышении входным напряжением напряжения Увв генерация срывается, на выходе операционного усилителя 1 устанавливается постоянное напря>кение положительной полярности.

Формула изобретения

Трехпозиционное пороговое устройство, содержащее о|перационный усилитель, инвертирующий,и неинвертирующий входы которого подключены через резисторы соответственно к источнику Опорного напряжения и входу устройства, отличающееся тем, что, с целью определения величины и знака отклонения входного напряжения от номинального, в него введены последовательно соединенные диод и резистор, а также управляемый конденсатор, выполненный, например, в виде включенных встречно стабилитрона и диода, к общей точке которых через резистивный делитель подключен источник напряжения смещения, причем управляемый конденсатор

ВКЛЮЧЕН МЕЖДУ ВЫХО»ДОМ И НЕИНВЕРтИРУЮЩИМ входом операционного усилителя, а последовательно соединенные диод и резистор включены между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Мв 372540, кл. G 05 В 1/01, 1973.

2. Шило В. Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре, М., «Сов. радио», 1974, с. 188.

568935 фиг. 1

Ъыу

Фиг.2.

Составитлеь О. Богомолов

Техред M. Семенов

Редактор Т. Юрчикова

Корректор В. Гутман

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 675/1708 Изд. № 684 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5