Амплитудный селектор
Патент 972524
Авторы
Классы МПК
Амплитудный селектор
Иллюстрации
Реферат
О Л И С А Н И Е { {972524
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Рвслублии (6() Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 22.04.81 (21) 3281829l18-24 с присоединением заявки J6 (23) Приоритет
Опубликовано 07.11.82. Бюллетень .{{{т 41
Дата опубликования описания 07. 1 1. 82 (5j)M. Кл.
G 06 G 7/25
3Ьаударстаеиый комитет
СССР ао делам иаобретеиий к открытий (53) УДК 681 335 (088.8) Л. И. Волгин, А. В. Ефимов и Я. И. Зарукин (72) Авторы изобретения (71 ) Зая в и тел ь
Ульяновский политехнический институт (4} АМПЛИТУДНЫЙ СЕЛЕКТОР
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для построения функциональных и логических блоков аналоговых вычислительных машин. 5
Известен амплитудный селектор, выполняющий операцию выбора большего
0 дую{пах(0„,U2) или меньшего U=min(U<, 02) иэ двух напряжений U и U в ко о торык коммутирующие элементы СриодксС включены в цепи отрицательной обратной связи усилителей t1).
Коэффициент передачи сигналов таких селекторов определяется большим числом пассивных компонентов, они сложны В настройке и имеют невысокуюточность.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является амплитудный селектор, содержащий два дифференциальных усилителя, два коммутирующих диода, два резистора и два источника входных сигналов, один иэ резисторов включен между первым входом селектора и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, а выход второго дифференциального усилителя является выходом селектора (2).
В погрешность коэффициентов передачи известного селектора полностью входят погрешности, обусловленные неидеальностью управляемого источника тока т{ коммутирующих диодов. Причем достаточно высокую степень линейности коэффициентов передачи возможно обеспечить лишь при строго определенных соотношениях между величинами сопротивления всех резисторов, входящих в селектор.
Нарушение этих соотношений из-за неточной подгонки, температурной или временной нестабильности сопротивлений резисторов приводит к снижению точности передачи сигналов по обоим входам.
Целью изобретения является повышение точности и упрощение селектора.
972524
20
40
3
Поставленная цель достигается тем, что в амплитудном селекторе, содержащем два дифференциальных усилителя, два коммутирующих диода, два резистора и два источника входных сигналов, первый вывод первого резистора подклю:чен к выходу источника первого входного сигнала, а второй вывод первого резистора подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усили-щ теля, выход второго дифференциального усилителя является выходом селектора, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к первому выводу второго резистора, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя и к одному электроду первого коммутирующего диода, второй электрод которого подключен к разноименному электроду второго коммутирующего диода и к выходу первого дифференциального усилителя, второй электрод второго коммутирующего диода под- 5 ключен к инвертирующему входу первого дифференциально го усилителя, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя подключен к выходу источника второго входного сигнала.
На чертеже представлена принципиальная схема амплитудного ceaek opa.
Амплитудный селектор содержит дифференциальные усилители 1 и 2, коммутирующие диоды 3 и 4, резисторы 5 и
6. K входам амплитудного селектора подключены источники 7 и 8 входных сигналов, а выход дифференциального усилителя 2 соединен с выходной клеммой 9 селектора.
Амплитудный селектор осуществляет операцию выбора (выделения) большего из поданных на его входы двух сигналов. При изменении полярности включения диодов селектор осуществляет операцию выбора меньшего из поданных на его входы сигналов.
Амплитудный селектор работает следующим образом.
Предположим, что напряжение источника 8 сигнала больше, чем 7. Тогда выходным напряжением дифференциального усилителя 1 коммутирующий диод 3 будет смещен s прямом направлении, а коммутирующий диод 4 - в обратном.
Усилитель 2 включен по схеме неинвер" тирующего повторителя напряжения, поэтому на выход 9 проходит сигнал источника 8.
Выходное напряжение селектора в рассматриваемом случае при достаточно больших значениях коэффициентов усиления дифференциальных усилителей будет равно
U-u2(i- Ä), й„0 где — (1-- ) - относительная погГ U решность коэффициента передачи сигнала источника 8;
U — напряжение источни2 ка 8;
R„ - сопротивление резистора 6;
R — обратное сопротивление диода 4;
U - напряжение на выходе усилителя 1, отличающееся от 02 практически на величину падения нап-, ряжения на открытом диоде 3(U5=U<-u>).
Когда большим из двух входных сигналов будет напряжение источника 7, выходным напряжением дифференциального усилителя 1 коммутирующий диод 3 сместится в обратном направлении, а диод 4 - в прямом, замыкая через усилитель 2 цепь отрицательной обратной связи, охватывающей дифференциальный усилитель 1. На инвертирующем входе усилителя 1, а следовательно, и на выходе амплитудного селектора, с точностью до погрешности от статизма замкнутой системы, устанавливается напряжение инвертирующего входа, подключенного к источнику 7.
При этом входное напряжение амплитудного селектора будет равно и-u1(1 У), 2
rAe f —. — - относительная погрешО„ ность коэффициента передачи сигнала источника 7;
U< - напряжение источника
7;
В - сопротивление резисто2 ра 5;
R — - обратное сопротивление диода 3.
Как видно из приведенных выражений, на вход селекторов проходит больший из двух входных сигналов. Коэффициенты передачи сигналов по любому входу не зависят от пассивных компонентов схемы, следовательно, не требуется формула изобретения
Составитель Т. Сапунова
Редактор Р. Цицика Техред Е.Харитончик Корректор Н. Буряк
Заказ 8519/42 Тираж 731 Подписное
ВНИИПИ 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
5 9725 подбора элементов по параметрам и специальных настроек, вследствие чего селектор при упрощении обеспечивает значительное повышение точности.
Погрешности коэффициентов передачи 3 у„ и у малы, так как современные кремниевые диоды имеют обратное сопротивление порядка 1и-10 Ом.
Предлагаемый амплитудный селектор легко реализуется на современной эле- 1В ментной базе, в том числе и в интегральном исполнении.
Таким образом, предлагаемый амплитудный селектор проще и имеет повышенную точность при сохранении всех дос- 1S тоинств известного.
Амплитудный селектор, содержащий два дифференциальных усилителя, два . коммутирующих диода, два резистора и два источника входных сигналов, первый вывод первого резистора подключен 1 к выходу источника первого входного сигнала, а второй вывод первого резистора подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя, выход второго дифференциального усили.М теля является выходом селектора, о т24 4 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения селектора, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к первому выводу второго резистора, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя и к одному электроду первого коммутирующего диода, другой электрод которого подключен к разноименному электроду второго коммутирующего диода и к выходу первого дифференциального усилителя, другой электрод второго коммутирующего диода подключен к инвертирующему входу первого дифференциальн".го усилителя, неинвертирующий вход вто,рого дифференциального ус. и теля подключен к выходу источник второго входного сигнала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж. Грэма. М.. ."Мир", 1974, с. 272, фиг 7
2. Алексенко А. Г., Коломбет Е. А. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. М., "Советское радио", 1980, с. 177, фиг. 7. 5 (прототип).