Нуль-орган

Нуль-орган

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф ;С

@ - Аооюв н ава

ФМ фн ."„ " i: . н час

yñ 1 . .су .ча У3р. Д

О П И С А Н И й-

Союз Советских

Социалистических

Республик (ll) 596906

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Завалено 171276 (21) 2430931/18-24 с прнсоеднненневв заявкн Ю (23) Прнорнтет— (43) ОПубЛНКОВаНО 0М378.БтОЛЛЕтЕНЬ аи9 (5!) М. Кл.

Q 05 В 1/01 т вврдврвтввиит(в lOIITIT

Оввати Миииатрав СССР ив давай изввратвиий и атиратив (53) УДК 621 . 374 . 3 3 (088.8) (p5) дата опубликования описаний 0908.78 (72) Двторьа нзобретення

Н.И.Маркин и В.A.Áóãðîí (54)

НУЛЬ-ОРГАН

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей, в контрольно-измерительной аппаратуре. 5

Известен нуль-орган, выполненный на базе дифференциального усилителя, охваченного диодно-резистивной связью (11.

Недостаток известного устройства состоит в низкой помехозащищенности.

Наиболее близким по технической сущности";к изобретению является нульорган, содержащий огерационный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен источник входного сигнала, а неинвертирующий вход через последовательно соединенные резистор обратной связи и .разделительный диод соединен с выходом операционного уси- я0 лителя и через делитель на резисторах; с шиной нулевого потенциала и ключ 2

Конденсатор, включеяный в цепь:обратной связи усилителя, й.ключевой элемент обеспечивают перестройку порого- д8 вого уровня. Однако из-за экспоненциального изменения порогового уровня .помехоустойчивость обеспечивается нейа всем промежутке между входными импульсами. 30

Цель изобретения состоит в повыае-нии помехозащищенности устройства. для достижения этой цели в предложенное устройство введены пороговый элемент, интегратор и элемент И, один вход которого соединен с выходом порогового элемента, другой — с выходом операционного усилителя, а выход элемента И подключен к управляющему входу ключа, включенного между выходом интегратора и средним выводом делителя на резисторах. Первый вход интегратора непосредственно, а второй через дополнительный разделительный диод связаны.с выходом операционного усилителя. Выход интегратора подключен к первому входу порогового элемента, второй вход которого соединен с неинтегрирующим входом операционного усилителя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема нуль-органаа на фиг. 2 — времен-. ная диаграмма его работы.

Нуль-орган содержит операционный усилитель 1, охваченный однонаправленной положительной обратиой связью через резистор обратной связи 2, делитель на резисторах 3, 4 и разделительный диод 5, интегратор на операционном усилителе б с конденсатором 7 и сумми596906 рующими резисторами 8, 9 и дополнительный разделительный диод 10.

Выход интегратора соединен с одним из входов, порогового Элемента ll и входом ключа 12, Второй вход порогового элемента соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, выход — с одним из входов элемента И

13, другой вход которого соединен с выходо операционного усилителя, а выход — с управляющим входом ключа.

Нуль-орган работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения и отсутствии входных сигналов на выходе операционного усилителя из-за паразитных напряжений флуктуаций, тепловых токов и т.д. устанавливается положительный потенциал, открывающий диод 5 и создающий на неинвертирующем входе усилителя 1 положительный потен-.з) циал, определяемый величинами резисто-) ров делителя 3 и 4 и резистора обратной связи 2. На выходе интегратора формируется отрицательный потенциал с постоянной .времени С Яо, а на вы- я5 ходе порогового элемента 11 — логичес кий 0 . Наличие логического 0 на вкоде элемента И 13 приводит к закрытию ключа 12.

При превышении амплитудой входных Э0 импульсов порогового значения V npo-! исходит изменение полярности выхОдного напряжения усилителя 1, оно становится отрицательным, закрытая тем самым через элемент И 13 ключ 12. Дей- @ ствие положительной обратной связи прекращается. Происходит перезаряд конденсатора с постоянной времени Р значительно меньшей по сравнению.. с постоянной времени К С, и на выходе интегратора устанавливается поло- жительное напряжение, которое обеспечивает наличие логической " 1 на выходе порогового элемента.

При переходе входным сигналом нулевого значения (т.е. npmU „З U ) на 4 выходе усилителя 1 устанавливается положительное напряжение, которое через элемент И 13 открывает ключ 12, и максимальное выходное напряжение.интегратора оказывается приложенным к неин- 60 вертирующему входу усилителя. При этом начинается действие обратной связи. Оба эти фактора приводят к изменению напряжения на неинвертирующем .входе с нулевого значения до значения 55

Р течение времени между входными импульсами уменьшается выходное напряжение интегратора, до значения U1. Выбор постоянной времени интегратора, т.е. R>.è С, производится с учетом максимального периода следования входных импульсов. По достижении выходным напряжением интегратора величины U1 срабатывает пороговый элемент 11 и ключ 12 закрывается. С приходом следующего входного импульса цикл повторяется. Таким образом, происходит блокировка операционного усилителя в промежутке между входными импульсами, обеспечивающая помехозащищенность.

Изменение периода следования входных импульсов, например уменьшение, приводит к увеличению порога срабатывания операционного усилителя (автоматически перестраивается порог срабатывания с Vl до V2 в зависимости от частоты), так как выходное напряжение интегратора не успевает изменяться до величины напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя, обусловленной положительной обратной связью.

Приведенные положения справедливы при использовании зависимости изменения амплитуды входных импульсов от частоты (увеличение частоты следования приводит к увеличению амплитуды) .

При этом постоянную времени интегратора выбирают с учетом зависимости амплитуды от частоты следования импульсов.

Формула изобретения

Нуль-орган, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен источник входного сигнала, а неинвертирующий вход через последовательно соединенные резистор обратной связи и разделительный диод, соединен с выходом операционного усилителя и через делитель на резисторах с шиной нулевого потенциала, и ключ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены пороговый элемент, интег ратор и элемент И, один вход которого соединен с выходом порогового элемента, другой — с выходом операционного усилителя, .а выход элемента И подключен к управлякщему входу ключа, включенного между выходом интегратора и средним выходом делителя на резисторах; при этом первый вход интегратора непосредственно, а второй через допол нительный разделительный диод связаны с выходом операционного усилителя, а выход интегратора подключен к первому входу порогового элемента, второй вход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе:

1. Журнал . Электроника, русский перевод, Р 10, 1973, с ° 59-60.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 540254, Мкл. ф 05 В 1/01, 1976 °

596906. Редактор Л. Утехина

Заказ 1135/45 Тираж 1033 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППН Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ьх

Составитель И.Шелипова

Техред H.Андрейчук Корректор Д.Мельниченко