Релейный операциооный усилитель

Релейный операциооный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

н11 622Ю6

OhHCAHME

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.03.77 (21) 2462588/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 10,08.78 (51) М. 1(л.в

G 06б 7/12

Гесударствеииыа комитет

Совета ааииистроа СССР ио делам изабретеиий и отармтий (53) УДК 681.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. И. Цытавич, В. П. Цытович, Г. В. Суворов, Б. А. Петренко и В. Г. Маурер

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) РЕЛЕЙНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к усилительнь|м устройствам, работающим в релейном режиме, и может быть использовано в вычислительных машинах.

Одно из известных усилительных устройств содержит широтно-импульсный модулятор, ключевые элементы, интегратор (1).

Это устройство характеризуется относительно низкой точностью работы.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является релейный операционный усилитель, содержащий первый усилительный элемент, между входом и выходом которого включен первый интегрирующий конденсатор, выход первого усилительного элемента через последовательно соединенные выходной релейный элемент и операторный резистор подключен ко входу вто:рого усилительного элемента, между входом и выходом которого включен второй интегрирующий конденсатор, выход второго усилительного элемента через инвертирующий блок соединен со входом первого усилительного элемента, вход первого усилительного элемента через входной операторный резистор подключен ко входу устройства, а через операторный резистор обратной связи — к выходу выходного рслейпого элемента (2).

Такое устройство имеет погрешность вследствие «дрейфа» параметров первого

5 усилительного элемента.

Цель изобретения — повышение точности работы устройстьа.

Достигается это тем, что в него введен компенсирующий резистор, включенный

10 между входом устройства и входом второго усилительного элемента.

Функциональная схема релейного операционного усилителя представлена на чертеже.

)5 Она содержит входной операторный резистор 1, первый усилительный элемент 2, первый интегрирующий конденсатор 3, опсраторный резистор 4 обратной связи, выходной релейный элемент 5, операторный резистор б, второй интегрирующий конденсатор 7, второй усилительный элемент 8, инвертирующий блок 9, компе| сирующий резистор 10, вход ll устройства. Выходной релейный элемент 5 выполнен, например, на основе усилительного элемента 12 с положительной обратной связью через резистор 13 с масштабирующим резистором 14 на входе, а инвертирующий блок — в виде инвертирующего усилительного элемента 15

622106 оора10

65 с масштабирующими и выходным резисторами 16, 17 и 18.

Устройство работает следующим зом.

Входной операторный резистор 1, усилительный элемент 2, интегрирующий конденсатор 3, выходной релейный элемент 5 и операторный резистор 4 обратной связи образуют основной (автоколебательный) каскад.

В случае отсутствия сигнала на входе 11 устройства сигнал с выходного релейного элемента 5 подается на вход усилительного элемента 2, который совместно с входным операторным резистором 1 и интегрирующим конденсатором 3 представляет собой интегратор. Выходное напряжение усилительного элемента 2 линейно нарастает до тех пор, пока не достигнет порога переключения, например, отрицательного выходного релейного элемента 5. В этот момент релейный элемент 5 срабатывает, а его выходное напряжение, которое ранее было положительным, меняет полярность и становится отрицательным. Это является причиной линейного нарастания выходного напряжения усилительного элемента 2 до величины положительного порога срабатывания выходного релейного элемента 5. Релейный элемент 5 срабатывает, и его выходное напряжение вновь меняет знак, становясь положительным. В дальнейшем процесс периодически повторяется. Учитывая, что длительности положительных и отрицательных импульсов напряжения релейного элемента 5 одинаковы, среднее значение выходного напряжения устройства за период автоколебаний .равно нулю.

При наличии сигнала на входе 11 устройства скорость изменения выходного напряжения усилительного элемента 2 (интегратора) в одну часть периода автоколебаний определяется разностью выходного напряжения, подаваемого через операторный резистор 4 обратной связи, и входного сигнала. В другую часть периода автоколебаний скорость изменения выходного напряжения усилительного элемента 2 определяется суммой выходного напряжения и входного сигнала.

Длительность импульса выходного напряжения устройства в первую часть нериода автоколебаний больше длительности импульса выходного напряжения второй части периода. В:результате среднее значение выходного напряжения устройства пропорционально величине входного сигнала.

Предположим, что при нулевом входном сигнале в результате воздействия напряжения смещения «нуля» усилительного элемента 2 произошло смещение на некоторую величину нулевого уровня выходного сигнала устройства. Это приводит к появлению на выходе усилительного элемента 8 сигнала, который затем инвертируется ин верти рующим блоком 9 с масштабированием до величины, пропорциональной (равной) величине напряжения смещения «нуля» усилительного элемента 2. Учитывая, что выходное напряжение инвертирующего блока 9 н напряжение смещения «нуля» имеют противоположныс знаки, то происходит их взаимная компенсация и среднее значение выходного напряжения устройства поддерживается на заданном (в данном случае нулевом) уровне.

При наличи входного сигнал на входе 11 устройства усилительный элемент 8, образующий интегратор вместе с интегрирующим конденсатором 7, сравнивает входной сигнал, поступающий через компенсирующий резистор 10, и среднее значение выходного напряжения устройства, подаваемого через операторный резистор 6. При их соответствии выходное напряжение усилительного элемента 8 равно нулю. В случае несоответствия указанных напряжений на выходе усилительного элемента 8 формируется сигнал рассогласования, который через инвертирующий блок 9 подается на вход усилительного элемента 2 для компенсации сигнала рассогласования.

Таким образом, осуществляется подавление аддитивной ошибки устройства, что приводит к повышению точности работы релейного операционного усилителя.

Для обеспечения требуемого коэффициента передачи устройства величина сопротивления входного операторного резистора

1 должна быть равна сопротивлению компенсирующего резистора 10, а сопротивление операторного резистора 4 обратной связи — сопротивлению операторного резистора 6.

Формула изобретения

Релейный операционный усилитель, содержащий первый усилительный элемент, между входом и выходом которого включен первый интегрирующий конденсатор, выход первого усилительного элемента через последовательно соединенные выходной релейный элемент и операторный резистор подключен к входу второго усилительного элемента, между входом и выходом которого включен второй интегрирующий кон. денсатор, выход второго усилительного элемента через инвертирующий блок соединен со входом первого усилительного элемента, вход первого усилительного элемента через входной операторный резистор подключен к входу устройства, а через операторный резистор обратной связи — к выходу выходного релейного элемента, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности работы, в него введен компенсирующий резистор, включенный между вхо622106

Составитель О. Отраднов

Редактор И. Грузова

Техред A. Камышникова Корректор Л, Котова

Заказ 1513/8 Изд. М 607 Тираж 778

НПО Государственного комитета Совета Министоов СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 дом устройства и входом второго усилительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гельман М. М., Степанов Б. М., Фили- - 5

6 нов В. Н. Дискретные преобразования моноимпульсных электрических сигналов.

«Атомиздат», 1975, с. 99 — 102, рис, 2.27.

2. Авторское свидетельство СССР

Мв 482758, кл, G 06G 7/12, 1974.