Релейный операционный усилитель

Релейный операционный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

с

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВЛЛЬСТВУ

Союз Соаетснмк

Соцмалмстммесиих

Республмк „, 674041 (6!) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено16.05.77 {21) 2484693/18 24 с присоединением заяВки №(51) М. Кл

Q 06 & 7/12

Гюсударставнный квинтет

CCCÐ нв делам изобретений н открытий (23) Приоритет ()публиковаио15.07 79. Бюллетень №26

{53) УДК 681, 335 (088.8 ) Дата опубликования описания 18.07.79 (72) Автор изобретения

Л. И. 0ытович

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) РЕЛЕЙНЫ Й ОПЕРАОИОННЫ Й УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к области уси: лительной техники, в частности, к усилительным устройствам, работающим в релеййом режиме, и может быть использовано в вычислительной технике. ! 5

Известны релейные операционные уси лители, содержащие соединенные последо вательно интегрирующий блок, усилитель ный элемент и релейный элемент, комму таторы, диффервнцирующее звено (1). 30

Это устройство имеет невысокую точность работы.

Из известных устройств аналогичного назначенйя наиболее близким к предложен» ному является релейный операционный уси-1 . литель, содержащий соединенные последо вательно усилительный элемент постоянного тока и выходной рвлейный элемент, выход которого через операторный реэио тор обратной связи подключен к первой об-2О кладке интегрирующего конденсатора, ко- торая соединена с входным операторным резистором, а вход усилительного элемен» та постоянного тока подключен к выходу коммутатора, одним входом через шунтируюший резистор соединенного с шиной нулевого потенциала, другим - с первой обкладкой интегрирующего конденсатора, вторая обкладка которого присоединена к шине нулевого потенциала, соединенные последовательно дифференцирующее звено и дополнительный релейый элемент, а также фильтрующий блок 121.

Недостатком этого устройства являвтсн невысокая точность работы вследствие большого влияния ЭДС смещения нуля усилительного элемента постоянного т.ока на характеристики устройства, Целью изобретения является повышение точности усилителя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок равнозначности, первый вход которого соединен с выходом дополнительного релейного элемента, а выход подключен к управляющему входу коммутатора, выход выходного релейного элемента через фильтруюший

674041

3 4 блок соединен со входом дифференцируюше- чение выходного напряжения усилителя го звена, вход фильтрующего блока под- за период автоколебаний пропорционально, ключен ко второму входу блока равнознач величине входного сигнала управления. ности, Вследствие наличия ЭДС смещения

Функциональная схема предложенного 5 "нуля" усилительного элемента 6 посто релейного операционного усилителя изобра- янного тока среднее значение выходного жена на фиг. 1. На фиг. 2 изображены напряжения усилителя будет отличаться формы напряжений, действующих в усили» от идеального на некоторую величину. Эта теле. ошибка может быть уменьшена, если усиУстройство содержит входной оператор 0 лительный элемент. 6 постоянного тока ный резистор 1, интегрирующий конденса подключать- к интегрирующему конденсатотор 2, коммутатор 3, шунтируюший резио- ру 2 (к суммирующей точке усилителя) в тор 4,: шину G нулевого йотен иала,"уси» re моменты времени, когда напряжение на лительный элемент 6 постоянного тока, интегрирующем конденсаторе 2 незначиоператорный резистор 7 обратной связи, тельно меньше приведенного уровня поро15 выходной релейный элемент 8, фильтрую гов срабатывания выходного релейного ший блок 9, дифференцирующее звено 10, элемента 8. B этом случае влияние уходополнительный релейный элемент 1 1, да параметров усилительного элемента 6 блок равнозначности 12, вход 13 и выход постоянного тока на точность работы уси14 релейного операционного усилителя, лителя будет незначительным, так как

Усилитель работает следующим обра большую часть периода автоколебаний инзом. тегрируюший конденсатор 2 будет отклюПри отсутствии сигнала на входе 13 .. чен or входа усилительного элемента 6 интегрирующий конденсатор 2 через опе» ., постоянного тока, раторный резистор 7 обратной связи за- При этом в усилителе протекают слеряжается roKoM, íàïðèìeð положительйой дующие физические процессы, Фильтру" Йолярности, до тех пор; пока напряжение юший блок 9 преобразует прямоугольное на нем не достигнет уровня, равного при . Выходное напряжение усилителя в напряведенному ко входу усилительноМ Элемент жение пилообразной формы. Йифференци та 6 постоянного тока положительному руюшее звено 10 предназначено для разд50 порогу срабатывания выходного релейного " пения выхода фильтруюшего блока 9 по по- элемента 8. B этот момент выходной ре» . стоянной составляющей.,дополнительный ре лейный элемент 8 переключается, и на . лейный элемент 11 преобразует пилообраз пряжение на его выходе 14 становится: ное йапряжение, поступающее с выхода дифотрицательным. Интегрируз»ший койдейса ференцируюшего звена, р у о звена 10 в и ямо гольные тор 2 перззаряжается до отрйцательно ч» двуполярные импульсы. Блок равнозначности напряжения, уровень которого рнвей при» 12 предйазначен для сравнения фазового веденному отрицательному порогу сраба- сдвига между выходными напряжениями тывания выходного релейного элемента8. : усилителя и дополнительного релейного

Выходной релейный элемент 8 переключа: элемента ll, ется и напряжение на выходе 14 стано На фиг. 2, а изображены прямоуголь вится положительйым ° lienee процессь по -", ное" йапряжение на выходе 14 усилителя, вторяются периодически. Среднее значе пилообразное на интегрирующем конденса ние напряжений на выходе 14 за период торе 2 и поСтоянные напряжения, соответ

45 переключений выходного релейного элемен ствуюшие порогам переключения выходнота 8 равно нулю вследствие равенства по го релейного элемента 8, приведенным амплитуде и длйтейьности пол<5ЖИ "бюййых :ко входу усилительного элемента 6 по и отрицательных прямоугольных импуль стоянного тока. На фиг. 2,б изображены сов напряжения. йилообразное напряжение на выходе фильт

Наличие сигнала управления на входе руюшего блока 9, постоянные напряжения, 50

13 йриводит к изменению скорости йарао соответствующие порогам переключения тания и спада напряжения на йнтегрирую- дьполнительного релейного элемента 11, шем конденсаторе 2. В одну часть пери» . и прямоугольное напряжение на выходе ода автоколебаний эта скоростЬ опреде- дополнительного релейного элемента 11.

55 ляется разностью входного сигнала и сиг На фиг, 2,в изображены прямоугольные нала обратной связи с выхода 14 усили импульсы на выходе блока равнозначнос геля, а в другую часть периода - суммой ти 12. На фиг. 2, г изображены постоянуказанных сигналов. Поэтому среднее зна ere напряжения; соответствующие поро"674041 гам переключения выходного релейного элемента 8, и импульсы напряжения на выходе усилительного элемента 6 посто-янного тока, полученные в результате ком« мутации его входа. 5

Пороги переключения дополнительного релейного элемента 11 выбираются с учетом обеспечения максимально возможной длительности совпадения полярностей на« цряжений на выходе 14 и на выходе дополнительного релейного элемента 11 (фиг. 2, а-б). При этом на выходе. блока равнозначности 12 формируются импульсы напряжения (фиг. 2, в ), . управляющие коммутатором 3, Во время действия каж15 дого из этих- импульсов вход усилительного элемента .6 постоянного тока подключается к шунтируюшему резистору 4.

Напряжение на интегрирующем конден» саторе 2 также изменяется под воздействием сигнала управления со входа 13 и . сигнала обратной связи с выхода 14 усилителя. Поэтому усилительный элемент 6 постоянного тока не влияег на напряжение

25 интегрирующего конденсатора 2, Как только напряжение на выходе циф ференцируюшего звена 10 достигает по рогов срабатывания дополнигельног6 релейного элемента 11 (фиг. 2,б), напри30 жение на выходе блока равнозначности

12 становится равным нулю, и коммуга гор 3 подключает вход усилительного элемента 6 постоянного тока к интвгри»: руюшему конденсатору 2. В течение вре- мени между импульсами с выхода блока равнозначности 12 напряжейие интегрирующего конденсатора 2 усиливается и при достижении величины порогов выходной релейный элемент 8 (фиг. 2, r) сраба- .

40 тывает, Синхронно с изменением поляр» ности выходного напряжения усилителя вход усилительного элемента 6 постоянного тока вновь отключается от интегри- . рующего конденсатора 2 и процесс повто

45 ряегся. Таким образом, управление выход» ным релейным элементом 8 со стороны выхода усилительного элемента 6 посто.янного тока осуществляется.кратковременными импульсами (фиг. 2, r), 50 длительность коммутирующих импульсов, формируемых на выходе блока равно значности 12, является функцией величи» ны сигнала на входе 13. При наличии сиг нала на входе 13 одновременно с изменением периода автоколебаний происходит широтно-импульсная модуляция импульсов напряжения на выходе 14, В результате, нри несовпадении знаков напряжения с вы6 хода 14 и входа 13 устройства длительность импульса, формируемого на выходе блока равнозначности 12, увеличивается, а при совпадении - уменьшается. Поэтому напряжение на входе выходного рвлейного элемента 8 сохраняет вид кратковременных импульсов, момент времени формирования которых соответствует гребуемому моменту времени переключения элемента 8.

Таким образом, воздействие BQC смещения нуля" и входного тока усилитель» ного элемента 6 постоянного тока на параметры усилителя имеет место только в момент времени, когда вход усилитель ного элемента 6 постоянного тока подключен к интегрирующему конденсатору 2, что приводит к повышению точности релейного операционного усилителя.

Формула изобретения

Релейный операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно усилительный элемент постоянного гока и выходной релейный элемент, выход которого через операторный резистор обратной связи подключен к первой обкладке интегрирующего конденсатора, которая соединена с входйым операторным резистором, вход усилительного элемента постоянного тока подключен к выходу коммутатора, один вход которого через шунгирующий резистор соединен с шиной ну» левого потенциала, а другой вход соединен с первой обкладкой интегрирующего конденсатора, вторая обкладка которого присоединена к шине нулевого потенциала, соединенные последовательно диффвренцируюшее звено и дополнительный релейный элемент, фильтруюший блок, о- т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности усилителя, в него введен блок равнозначности, первый вход котороro соединен с выходом дополнительного релейного элемента, а выход подключен к управляющему входу коммутатора, выход выходного релейного элемента через фильгрующий блок соединен со входом дифференцируюшего звена, вход фильгрующего блока подключен ко второму входу блока .равнозначности.

Источники информации, принятые во внимание при экснергизе

1. Авторской свидетельство СССР

М 516118, кл. б 06 G 7/12, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР

14 507871, кл. G 06 5 7/12, 1974, 674041

Составитель О, Отраднов

Редактор Н. Лобач ТехредС. Мигай Корректор M. Âåì÷èê

Заказ 4080/46 Тираж 779 Подписное

UHИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗЬ, Раушская наб., д, 4/5

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