Дискриминатор знака разности напряжений

Патент 765816

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социалистически к

Республик (»)765816 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24. 12. 75 (21) 2301420/18-24

<я)М. К,.3 с присоединением заявки ¹

G G 7/14

G 05 8 1/01

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) 74K 681. 335 (088 ° 8) Опубликовано 23,0980. Бюллетень №, 35

Дата опубликования описания 25.0980 (72) Авторы изобретения

Е. К. Булахов и Н. И ° Сенаторов (71) Заявитель

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике, а именно к дискриминаторам знака, предназначенным для выделения отрицательного и положительного эна- 5 чения сигнала или суммы сигналов.

Известны дискриминаторы знака, выполненные на диодах и усилителях ° 11 . Эти дискриминаторы обладают значительными погрешностями в пере- 10 даче сигналов из-за падения напряжения на диодах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дискриминатор знака, выполненный на orte-15 рационйом усилителе, в цепь обратной связи которого включены диоды(.2) ..

В этом дискриминаторе частично компенсируется погрешность, но при суммировании сигналов по обоим вхо- 20 дам операционного усилителя (ОУ) ,.:вследствие того, что потенциал сум:,мирующий точки (инвертирующего входа

Оу) становится отличным от нуля, на . выходах дискриминатора появляются 25 сигналы ошибок. Сигнал ошибки на выходе дискриминатора, связанном с закрытым диодом, обусловлен тем, что напряжение суммирующей точки через сопротивление обратыой связи ОУ под- 30 водится к нагрузке. Сигнал ошибки на другом выходе дискриминатора, связанном с открытым диодом, обусловлен изменением коэффициента передачи по ,повторяющему входу, так как последний определяется величиной проводимости инвертирующего входа Оу относительно нулевого провода, в состав которой начинает входить сопротивление нагрузки, подключенной к выходам дискриминатора.

Целью изобретения является повышение точности.

Для этого в дискриминатор знака разности напряжений, содержащий операционный дифференциальный усилитель к инвертирующему входу которого подключен первый источник входного сигнала, между суммирующим входом и выходом операционного дифференциального усилителя включены две цепочки иэ последовательно соединенных резистора и диода, общий вывод резистора и диода каждой цепочки является выходом дискриминатора знака, и второй источник входного сигнала, введены диодные мостовые ограничители тока, одна диагональ каждого из которых включена между соответст,вующим выходом дискриминатора и шиной (54) ДИСКРИМИНАТОР ЗНАКА РАЗНОСТИ НАПРЯЖЕНИИ

765816 нулевого потенциала, а второй источник входного сигнала подключен к неинвертирующему входу операционного дифференциального усилителя.

На чертеже представлена схема дискриминатора знака разности напряжений.

Дискриминатор содержит операционный дифференциальный усилитель 1, диоды 2 в цепи обратной связи операционного дифференциального усилителя

1, решающие элементы 3 на входе дискриминатора, резисторы 4 в цепи обратной связи операционного дифференциального усилителя 1, диодные мостовые ограничители тока 5, резисторы б в цепи смещения диодных мостовых ограничителей тока, источники вход.ных сигналов 7 и 8, подключенные соответственно к инвертирующему и неин- вертирующему входам операционного дифференциального усилителя 1.Сигнал,соответствующий положительному значению суммы входных сигналов, выделяется на выходе 9,сигнал, соответствующий отрицательному значению, вЂ” на выходе 10 дискриминатора.

Возможны два режима работы дискриминатора, когда оба диода 2 закрыты вЂ” режим,coorsетствующий нулевой разности входных сигналов при условии, что коэффициенты суммирования по обоим входам дискриминатора одинаковы, и когда один из диодов

2 заперт,а другой открыт.

Если ток смещения диодных мостовых ограничителей тока 5 удовлетворяет соотношению 35 ная составляющая входного напряжения ОУ равна нулю и, как следствие, рав но нулю выходное напряжение ОУ, которое принималось за исходное в рассматриваемом режиме. Реально на выходах дискриминатора, конечно, будут присутствовать небольшие по величине напряжения, связанные с конечным дифференциальным сопротивлением диодных мостов и нетождест венностью характеристик диодов. Однако эти погрешности, например для диодных мостов в интегральном исполнении сравнимы с собственной погрешностью операционного усилитеяя от напряжения смещения нуля.

При неравенстве входных сигналов когда открывается один из диодов 2, потенциал выхода дискриминатора, связанного с закрытым диодом 2,по-прежнему остается нулевым, а потенциал выхода, связанного с открытыми диодом, начинает определяться операционным усилителем 1. Диодный мостовой ограничитель тока 5, подключенный к выходу операционного усилителя 1 через открывшийся диод 2, работает следующим образом. Как только ток короткого замыкания ОУ на шину нулевоsî потенциала достигнет значения, равного току смещения моста т.е. вели- чины -О„Ясм(0„- напряжение питания операционного усилителя, а Rc -величи на сопротивлений резисторов 6), шина нулевого потенциала отключается от выхода ОУ, вследствие запирания диодов ограничителя 5, а к ОУ подключается один из резисторов б цепи смещения через источник питания. Ток отбираемый в цепь смещения определяется формулой

50 26

Z Z 2=

1 21 Ь Z4+ Z где О „ вЂ” напряжение суммирующей точки 11 относительно ши- ны нулевого потенциала", 2 вЂ” сопротивление образной связи ОУ, равное в общем случае -MHH (24, 25) то в первом режиме работы дискриминатора токи, подтекающие (оттекающие) к выходным зажимам 9 и 10 дискриминатора от суммирующей точки 11 по резисторам 4, замыкаются на шину нулевого потенциала по цепям переменного тока мостовых ограничителей

5,сопротивление которых в первом при-. ближении можно считать равным нулю

7 т.е., равны нулю потенциалы выходов

9 и 10 дискриминатора.

ИЭ условия равенства коэффициентов суммирования по обоим входам вытекают соотношения для решающих элементов 3 и 4 откуда, очевидно, что если входные напряжения равны, то дифференциаль|й, как видно, из выражения, не превышает двойной величины тока смещения моста. Соответствующим выбором сопротивлений регистров 4 эта величина может быть сделана достаточно малой по сравнению с допустимым током нагрузки усилителя 1.

Таким образом, диодный мостовой ограничитель 5, смещенный током в . прямом направлении, представляет собой просто нелинейную нагрузку для

ОУ и совершенно не оказывает влияния на процессы в решающих цепях дискриминатора при открытом диоде 2, а при закрытом выполняет функцию источника нулевого потенциала.

Предлагаемая схема дискриминатора обеспечивает полную развязку входных цепей от выходных, ликвидирует прохождение входных сигналов на вы ход минуя операционный усилитель, обеспечиваей независимость коэффициента суммирования по повторяющему входу нагрузки, предотвращает про765816

Формула изобретения

Составитель С. Белан

Ре акто Е. Гонча Тех ед,С.Миг нова Ко ектор М. Демчик

Заказ 6510/45 Тираж 75 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, r. -Ужгород, ул. Проектная, хождение сигналов в обратном направ- лении, допуская работу на источники

ЭДС за сопротивлением, Дискриминатор знака разности на пряжений, содержащий операционный дифференциальный .усилитель, к инвертирующему входу которого подключен первый источник входного сигнала, между суммирующим входом и выходом операционного дифференциального усилителя включены две цепочки из последовательно соединенных резистора и диода, общий вывод резистора и диода каждой цепочки является выходом . дискриминатора знака и второй источник входного сигнала, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены диодные мостовые ограничители тока, одна диагональ каждого из которых включена между соответствующим выхо5 дом дискриминатора и шиной нулевого потенциала„ а второй источник входного сигнала подключен к неинвертирующему входу операционного дифференциального усилителя.

Источники информации принятые во внимание при зкспертизе

1. Марше Ж. Операционные усилители и их применение. Л., Энергия, 1974.

2. Проектирование и применение

15 операционных усилителей.Под ред. . Дж. Грзма и др. М., Мир, 1974, с. 269 (прототип).