Развертывающий операционный усилитель

Развертывающий операционный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

р

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 752361

Ф

У=:— (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07,07.78 (21) 2640688/18 24

3 (5 I ) М. Кл. с присоединением заявки №

G 06 Я 7/12

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 30.07.80 (53) УДК681.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А, Петренко, Л. И. 11ытович и B. П. 1(ытович (71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) РАЗВЕРТЫВАЮШИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известны операционные усилители, работающие в релейном режиме, содержащие усилитель постоянного тока, выход кото5 рого через контакты переключателя соединен со входом релейного элемента, выход которого соединен со входом фазосцвигающего блока, накопительный конденса-! о тор, токоограничительные и операторные, рееисторы, интетрируюший конаенсетор 111.

Эти устройства характеризуются невьтсоким быстроцействием.

Наиболее близок к предлагаемому раз15 вертывающий операционный усилитель, содержащий соединенные послецовательно усилитель постоянного тока, релейный элемент, фазосцвигающий блок и генератор импульсов, подвижный контакт первого переключателя через масштабный резистор соединен со входом усилителя постоянного тока, первый неподвижный контакт первого переключателя подключен к выходу фильм

2 рующего блока, вход которого соединен со входом развертываюшего операционного усилителя, выходом которого является выхоц релейного элемента, второй неподвижный контакт первого переключателя присоецинен к шине нулевого потенциала, а первый неподвижный контакт через резистор. обратной связи подключен к выходу релейного элемента, вхоц усилителя постоянного тока через масштабный резистор обратной. связи соединен с первым непоцвнжным контактом второго переключателя, .второй неподвижный контакт которого че рез интегрирующий конценсатор подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, выход усилителя постоянного тока присоецинен к поцвижному контакту второго переключателя и через первый токозадающий резистор — к первому неподвижному контакту третьего переклв» чателя, второй неподвижный контакт котсрого через второй токозацаюший резистор подключен ко входу усилителя постоянного тока, а подвижный контакт через накопи61 4 ходе 21 на некоторое время запаздывания.

Синхронно с изменением знака выходного сигнала фазосдвигаюшего блока 1 на выходе генератора 18 импульсов формируются импульсы нормализованной и стабильной длительности, с помощью котс рых осуществляется управление первым, вторым и третьим переключателями 3, 4 и 5 и ключевым элементом 15.

При наличии сигнала на выходе генератора 18 импульсов первый, второй и третий переключатели 3, 4 и 5 и ключевой элемент 15 устанавливаются в положение, противоположное изображенному на чертеже. Усилитель 10 постоянного гока переходит в режим масштабного усилителя. На его выходе появляется сигнал, пропорциональный его входному току и наконденсатор 8 запоминает это напряжение

По истечении длительности сигналов с вы. выхода генератора 18 импульсов первый, второй и третий переключатели 3, 4 и 5 и ключевой элемент 15 переходят в исходное состояние, а за счет разряда накопительного конденсатора 8 производится коррекция нулевого уровня усилителя 10 постоянного тока.

При переключении усилителя 10 поста» янного тока B режим масштабного усилителя, т.е. во время действия сигнала с выхода генератора 18 импульсов, дополнительный корректирующий конденсатор 14 отключается с помощью ключевого элемента 15. Расширяется полоса пропускания усилителя 10 постоянного тока, что приводит к уменьшению времени переходного процесса при запоминании и коррекции нулевого уровня, Тем самым оказь|вается возможным повысить частоту автокалебаний развертывающего операционного усилителя, что эквивалентно расширению динамических возможностей, повышению быстродействия устройства.

Йля исключения ложного срабатывания релейного элемента 16 из-аа коммутационных помех при работе переключателей

3, 4 и 5 и ключевого элемента 15 с помощью фазосдвигающего блока 17 осуществляется сдвиг выходных импульсов этого блока относительно момента изменения знака сигнала релейного элемента 16. При этом релейный элемент 16 успевает перейти в устойчивое состояние, при котором амплитуда коммутационных помех оказывается меньше зоны неоднозначнос.ти велейного элемента 16.

Наличие сигнала управления приводит к изменению относительной продолжительности импульсов прямоугольного напряжения и среднее значение за период устанавливается пропорциональным величине входного сигнала.

Выходной сигнал фаэосдвигающего блока 17 сгдвинут относительно фронтов импупьсов прямоугольного напряжения на вы55

3 7 523 тельный конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, выход генератора импульсов подключен к управляющим входам первого, второго и третьего переключателей, между входами коррекции усилителя постоянного тока подключен основной кор. ректирующий конденсатор и цепь из соединенных последовательно дополнительного корректирующего конденсатора и ключевого элемента 2).

Это устройство имеет низкие динамические возможности вследствие продолжительного цикла коррекции дрейфовых параметров усилителя постоянного тока.

Бель изобретения — повышение быстро- 15 действия устройства, Эта цель достигается тем, что управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом генератора импульсов, На чертеже изображена функциональная. 20 пряжению смещения "нуля". Накопительными схема предложенного развертывающего операционного усилителя.

Усилитель содержит фильтруюший блок

1, резистор 2 обратной связи, первый, второй и третий переключатели 3, 4 и 5, 25 первый и второй токозадающие резисторы

6 и 7, накопительный конденсатор 8, масштабный резистор 9, усилитель 10 постоянного тока, масштабный резистор 11 обратной связи, интегрирующий конденсатор

30 ,12, основной и дополнительный корректирующие конденсаторы 13 и 14, ключевой элемент 15, Релейный элемент 16, фаза сдвигающий блок 17, генератор 18 импульсов, шину 19 нулевого потенциала, 35 вход 20 и выход 21 развертывающего операционного усилителя.

Устройство работает следующим образом.

Интегрирующий каскад образован мао- 40 штабным резистором 9, усилителем 10 постоянного тока и интегрирующим конденсD сатором 12. Релейный элемент 16 имеет симметричные пороги переключения. Сигнал на выходе 21 неизменен по модулю

45 амплитуды и меняется только по знаку, т.е. представляет собой симметричное напряжение прямоугольной формы при отсутствии входного сигнала.

Формула

5 7523 изобретения

Развертывающий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно усилитель постоянного тока, репейный элемент, фазосдвигающий блок и генератор импульсов, подвижный контакт первого переключателя через масштабный резистор соединен со входом усилителя постоянного тока, первый неподвижный кон- щ такт первого переключателя подключен к выходу фильтрующего блока, вход которого соединен со входом развертывающего операционного усилителя, выходом которого является выход релейного элемента, второй неподвижный контакт первого переключателя подсоединен к шине нулевого потенциала, а первый неподвижный контакт через резистор обратной связи подключен к выходу релейного элемента, вход go усилителя постоянного тока через масштабный резистор обратной связи соединен с первым неподвижным контактом второго переключателя, второй неподвижный контакт которого через интегрирующий кон- д денсатор подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя,выход усилителя постоянного тока подсоеди6l 6 нен к подвижному контакту второго переключателя и через первый токозадающий резистор — к первому неподвижному контакту третьего переключателя, второй неподвижный контакт котсрого — через второй токозадающий резистор подключен ко входу усилителя постоянного тока, а подвижный контакт через накопительный конден» сатор соединен с шиной нулевого потенциала, выход генератора импульсов подклю чен к управляющим входам первого, второ го и третьего переключателей, между вхо дами коррекции усилителя постоянного тока подключен основной корректирующий конденсатор и цепь из соединенных последовательно дополнительного корректирующего конденсатора и ключевого элемента,отличающийся тем,что, с целью повышения быстродействия, управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ъ 507871, кл. G 06 G 7/12, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

hh 515118, кл. G 06 G 7/12, 1974 (прототип) .

7 52361

Составитель О. Отроднов

Редактор Л. Веселовская Техред Н. Барадулина Корректор M. Пожо

Заказ 4750/9 Тираж 751 Подписное

ЦНИИ ПИ 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