Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала

Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В. С. Годлевский, В. И. Филь, В. С. Рысин и В. А. Ткаченко

Институт электродинамики "Украинской ССР (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ

ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных преобразователей, прецизионного устройства определения абсолГютных

5 значений изменяющихся во времени сцг налов, прецизионной схемы выбора наиI большего сигнала; устройства моделйрования непрерывных функций одной йереMeHHQy при кусочно-линейной аппрокси-. 10 мации.

Известны устройства для выделения модуля энакопеременных сигналов, содержащие операционные усилители и присоединенные к ним резисторы и диоды.

Такие устройства пост оены по схеме с

"идеальными диодами" 1).

Максимальная частота входного сигнала, при которой искажения требуемого выходного сигнала практически еще допустимы," определяется с одной стороны величинами дифференциальных сопротивлений диодов, включенный в обратные

2 связи операционных усилителей, и с tlp7гой стороны частотными характеристиками, то есть инерционными свойствами применяемых операционных усилителей.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для выделения модуля энакопеременного сигнала, содержащее операционный усилитель, инвертирующий вход которого через масштабный резистор соединен с входом устройства и через две цепочки, состоящие иэ последовательно соединенных, масштабного резистора и разделительного диода, подключен к выходу операционного усилителя, и сумматор, первый инвертирующий и неинвертирующий входы которого соединены соответственно с общим выводом масштабного резистора и разделительного диода цепочек, второй инвертирующий вход сумматора соединен с входом устройства (21..

Недостатком этого устройства является, по-прежнему, большой интервал времени отпирания диодов и, следо3 71778 вительно, большое искажение требуемой формы выходного переменного сигнала вблизи нуля, Включение дополнительной третьей резистивной ветви обратной связи операционного усилителя практически 5 несущественно изменяет форму выходного сигнала в окрестности его нулевых значений, то есть несущественно увеличивает точность выделения абсолютных значений переменного напряжения вблизи нуля. Uem изобретения — повышение точности. Это достигается тем, что уст - ройство содержит дополнительные разделительные диоды, резистор смещения и источник напряжения смещения, подключенный через последовательно соединенные резистор смешения и первый дополнительнйй разделительный диод к выходу операционного усилителя, общий вывод резистора смещения и первого до,полнительного разделительного диода через второй дополнительный разделительный диод соединен с первым инвертируюшим входом сумматора.

На чертеже приведена схема устройства для выделения модуля знакоперемен ного сигнала.

Устройство содержит входной масштабный резистор 1, масшатбные резисторы

2, 3, резистор 4 смещения, операционный усилитель 5, разделительные диоды

-6, 7, 8, 9, источник 10 напряжения смещения, сумматор 11, входную 12 и выходную 13 клеммы. 35

Резисторы 2 и 3 и диоды 6 и 9 образуют две цепочки, включенные в обратную связь операционного усилителя 5, Коаффициенты передачи по каждому входу сумматора устанавливаются в двух О сочетаниях.

Первое сочетание характеризуется равным нулю коаффициентом передачи по неинвертирующему входу. При этом в случае поступления на клемму 12 от- 5 рицательного напряжения на выходе операционного усилителя 5. установится положительное напряжение, которое закрывает диоды 6 и 9 и открывает диод 8.

Тогда по резистору 2 ток не протекает 5а и следовательно выходное напряжение сумматора определяется так, О » =,-0 » К5= 0 „ где К вЂ” коаффициент передачи по инвертирующему входу сумматора, соединен- 55 ному с входной клеммой устройства.

При увеличении входного напряжения в момент перехода его значения через ноль диод 8 закрывается. Напряжение на выходе операционного усилителя уменьшается до нуля, передается через диод 7, находящийся всегда в смещенном состоянии, в точку соединения диода 7 и 6 и в атот момент напряжение смещения через резистор 4 смешения открывает диод 6. Таким образом ток обратной связи операционного усилителя. создается источником напряжения смещения, и влияние инерционности операционного усилителя в момент перехода входного напряжениячерез ноль на напряжение точкисоединения резистора 2, диодов 9, 6, а, следовательно, н на выходное напряжение устройства резко уменьшается. При этом ток смешения устанавливается таким, что ток через резистор 2 равен по абсолютной величине и противоположен по знаку току через резистор 1. При этом в точке соединения резистора 2 и диода

6 устанавливается напряжение

R .=-Ф в» где R и R> — соответственно сопротивление резисторов 1 и 2. Напряжение 0 поступает одновременно с напряжением

0 на инвертирующие входы сумматора, поэтому его выходное напряжение Ощ, » равно,, Я где К вЂ” коэффициент передачи инвертируюшего входа сумматора, который соединен с диодом 6 и резистором 2. Если выбрать 4 R> ъ 2 R„z, Иьин ЬХ 5

При больших отрицательных значениях напряжения Us», а следовательно и выходного напряжения операционного усилителя обратная связь для него устанавливается через диод 9.

Второе сочетание коаффициентов пе\ редачи по каждому входу сумматора 11 характеризуется равным нулю коэффициента К>. по инвертируюшему входу, который соединен с входной клеммой устройства. При таком сочетании величины коэффициентов К 2 и К 1 выбираются равными друг другу К 1 — коэффициент передачи по неинвертируюшему входу;

Влияние неидеальности диода 7 на процесс отпирания диода практически исключается, поскольку в рабочей точке вольт-амперной характеристики этого диода 7 дифференциальное сопротивление его весьма мало из-за того, что эта . рабочая точка смещена на прямую ветвь характеристики. изобретения

Формула

5 7177

Использование диодов 6, 7, резистора 4 и источника 10 напряжения смещения выгодно отличает предлагаемое устройство прототипа, так как приводит к исключению второго выпрямителя и повышению точности выделения абсолютных значений переменного напряжения в момент изменения знака последнего вследствие резкого уменьшения влияния инерционности операционного усилителя на форму выходного 10 напряжения детектора, что позволяет в

10-15 раз расширить допустимую частоту изменения входного сигнала Цв„при малом его максимальном значении.

Устройство для выделения модуля 20 знакопеременного сигнала, содержащее . операционный усилитель, инвертируюший вход которого через входной масштабный резистор соединен с входом устройства и через две цепочки, состоящие из последовательно соединенных масштабного резистора и разделительного диода, подключен к выходу операционного усилителя, и сумматор, первый инверти85 6 рующий и неинвертируюший входы которого соединены соответственно с общим выводом масштабного резистора и разделительного диода цепочек, второй инвертируюший вход сумматора соединен с входом устройства, о т л и ч а ю m е ес я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит дополнительные разделительные диоды, резистор смещения и источник напряжения смещения, подключенный через последовательно соединенные резистор смешения и первый дополнительный разделительный диод к выходу операционного усилителя, общий вывод резистора смещения и первого дополнительного разделительного диода через второй дополнительный разделительный диод соединен с первым инверт тируюшим входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание йри экспертизе

1. Проектирование и применение операционных усилителей под ред.

Дж. Грэма и др. М., "Мир, 1974, с. 271, 2. Кори Г., Кори Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, М., Мир", 1968, с. 18 (прототип).

Составитель С. Белан

Редактор M. Минаев Техред Н. Бабурка Корректор А. Гриценко

Заказ 9850/68 Тираж 75 1 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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