Автогенераторный усилитель
Иллюстрации
Реферат
Союз Советски и
Социапистичесиии республик
К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 18. 03. 81 (21) 3286942/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 15. 11. 82 Бюллетень М 42
Дата опубликования описания 19 . 11 82 (5I)M. Кл.
G 06 G 7/12
Н 03 К 7/08
9теудерстеенныб квинтет
СССР ао делам нзабретений н открытий (53) УДK681 ° 335 (068. о) (72) Автор изобретения
В.Г. Попов
Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (7I) Заявитель (54) АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-.
Ъ зовано в системах автоматического управления технологическими процессами..
Известен автогенераторный усилитель, включающий разделительный трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входом автоколебательного усилителя, дифференциальный усилитель, выход которого является выходом усилителя, четыре масштабных резистора, токозадающий реэчстор, первый вывод обмотки разделительного трансформатора через разделительный конденсатор и первый. масштабный резистор подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого через токоэадающий резистор подключен к шине нулевого потенциала, а через второй масштабный резистор - ко второму выводу вторичной обмотки раэделитель2 ного трансформатора, инвертирующии вход дифференциального усилителя через третий масштабный резистор подключен к шине нулевого потенциала, выход дифференциального усилителя подключен ко второму выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора (1 1.
Известен автогенераторный усилитель, содержащий разделительный трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входом усилителя, дифференциальный усилитель, выход которого является выходом устройства, два масштабных резистора, токоэадающий резистор, фильтр и два ключа, выход дифференциального усилителя подключен к первому выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора, ко входу фильтра и к первому выводу первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, инвертирующий вход
9743
3 дифференциального усилителя через второй масштабный резистор подключен ко второму выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора и к первому выводу токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, и дополнительных масштабных резисторов, и ключей, и и релейных элементов, входы которых объединены и подключены 16 ,к выходу фильтра, а выходы подключены к управляющим входам соответствую, щих ключей (2 J.
Недостатком этого усилителя является большая сложность, низкая на- 1S дежность работы, а также то, что у этого усилителя нельзя менять уровень зоны насыщения статической характеристики.
Целью изобретения является расши.рение функциольных возможностей за счет возможности выполнения операции ограничения, упрощение и повышение надежности.
Поставленная цель достигается тем, р что в автогенераторный усилитель, со. .держащий разделительный трансформатор, выводы первичной. обмотки которого являются входом усилителя, дифференциальный усилитель, выход которого является выходом усилителя, два масштабный резистора, токозадающий резистор, фильтр и ключ, выход дифференциального усилителя подключен к первому, выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора, ко входу фильтра и к первому выводу первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, инвертирующий вх"д дифференциального усилителя через. второй масштабный резистор подключен ко второму выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора и к первому выводу токоэадающего резистора, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала,. введены двухпороговый блок сравнения, источник регулируемых эталонных напряжений, SO сумматор,,двухпозиционныи переключатель, и дополнительная обмотка разделительного трансформатора, причем выход фильтра подключен к информационному входу двухпорогового блока сравнения и к информационному входу перS ваго ключа, выход которого подключен к первому входу сумматора, первый и второй входы задания порога двухпо78 рогового блока сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам источника регулируемых эталонных напряжений и соответственнок первому и второму информационным входам двухпозиционного переключателя, выход которого подключен ко второму входу сумматора, управляющие входы ключа и двухпозиционного переключателя объединены и подключены к выходу двухпорогового блока сравнения, выход сумматора подключен к первому выводу дополнительной обмотки разделительного трансформатора, второй вывод которой подключен к шине нулевого потенциала.
На фиг. 1 приведена функциональная схема автогенераторного усилителя; на фиг. 2 - диаграммы сигналов в различных точках схемы усилителя.
Автогенераторный усилитель содержит разделительный трансформатор 1, выводы первичной, обмотки которого являются входами 2 и 3 усилителя, дифференциальный усилитель 4, масштаб-, ный резистор 5, выход дифференциального усилителя 4 присоединен к первому выводу 6 вторичной обмотки раэделительного трансформатора 1, второй вывод 7 которой через токоэадающий резистор 8 подключен к шине нулевого потенциала, а через второй масштабный резистор 9 к инвертирующему входу дифференциального усилителя 4, фильтр 10, двухпороговый блок сравнения 11, источник регулируемых эталонных напряжений 12, ключ 13, двухпозиционный переключатель 14, сумматор 15, дополнительная обмотка раэделительного трансформатора 16, причем выход фильтра 10 подключен к информационному входу двухпорогового блока сравнения 11, а через первый ключ
13 к первому входу сумматора 15, выход которого присоединен к первому выводу дополнительной обмотки разделительного трансформатора 1Ü, второй вывод которой присоединен к шине нулевого потенциала, выходы источника эталонных регулируемых напряжений 12 подключены к первому и второму входам задания порога двухпорогового блока сравнения 11 и к информационным входам двухпозиционного переключателя 14, выход:.которого присоединен ко второму входу сумматора 15.
Автогенераторный усилитель работает следующим образом.
78
6 генераторного усилителя при достиже| формула изобретения
Автогенераторный усилитель, содержащий разделительный трансформатор, выводы первичной обмотки которого, являются входом усилителя, дифференциальный усилитель, выход которого является выходом усилителя, два масштабных резистора, токозадающий резистор, фильтр и ключ, выход дифферен5 9743
При включении выходной сигнал дифференциального усилителя 4 принимает одно из значений, соответствующих юнам насыщения его статической ха.1актеристики. 5
Под воздействием сигнала дифференциального усилителя 4 происходит насыщение разделительного трансформатора 1 и в его вторичной обмотке возникает бросок тока, который создает на токозадающсм резисторе U падение напряжения, достаточное для переключения дифференциального усилителя 4 в противоположное положение.
После изменения знака выходного сигнала дифференциального усилите- ля 4 начинается процесс перемагйичивания. трансформатора 1, который длится до тех пор, пока трансформатор.1 вновь не насытится и не про- 20 изойдет переключения дифференциального усилителя 4. При отсутствии входного сигнала скважность импульсов на выходе дифференциального усилителя 4 равна 0,5, что соответствует их нулевому среднему значению. При наличии управляющего сигнала длитель1ность перемагничивания в один из полупериодов определяется суммой эквивалентной намагничивающей силы пер- М вичной и дополнительной 16 обмоток разделительного трансформатора и намагничивающей силы его вторичной обмотки, а во второй полупериод - их разностью. И Величина намагничивающей силы дополнительной обмотки разделительного трансформатора 16 зависит от выходного сигнала двухпорогового блока сравнения 11, который несет информа-,щ цию о знаке среднего значения выходного сигнала дифференциального усилителя 4 и о том, превосходит ли выходное напряжение источника эталонного напряжения 12 указанного знака величину среднего значения выходного сигнала дифференциального усилителя 4 (фиг. 2б).
Если сигнал двухпорогового блока сравнения 11 свидетельствует о том, что среднее значение выходного напряжения диференциального усилителя
4 больше или равно заданному уровню ограничения, которое выставляется на источнике эталонных напряжений 12, то ключ 13 замыкается и подключает к первому входу сумматора 15 выход фильтра 10, а ко второму входу сумматора двухпозиционным переключателем 14 подключается выход источника эталонного напряжения того же знака, что и знак сигнала фильтра 10.
Таким образом, намагничивающая сила добавочной обмотки пропорциональна (фиг. 2в) разности сигнала источника эталонного напряжения 12 и выходного сигнала фильтра 10 (фиг. 2а), пропорционального среднему значению импульсов дифференциального усилителя 4, в случае, если среднее значение импульсов на выходе дифференциального усилителя 4 больше или равно порогу насыщения статической характеристики, и равна нулю в противном случае 1фиг. 2в) . Это приводит к тому, что по достижении средним значением выходного сигнала дифференциального усилителя порога насыщения скважность импульсов на выходе дифференциального усилителя при дальнейшем увеличении величины входного сигнала автогенераторного усилителя не изменяется, т.е. дифференциальный коэффициент передачи автонии порога насыщения резко уменьшается.
Если среднее значение импульсов на выходе дифференциального усилите ля меньше требуемого порога насыщения, то намагничивающая сила дополнительной обмотки разделительного трансформатора равна нулю и не оказывает влияния на коэффициент передачи автогенераторного усилителя.
Положительный эффект заключается в том, что предлагаемый усилитель позволяет перенести функцию получения регулируемой зоны насыщения с других элементов на данныи усилитель, что расширяет функциональные возможности за,.счет выполнения операции ограничения, позволяет снизить общее число элементов сйстемы, где используется усилитель, и тем самым повысить ее надежность.
974378.циального усилителя подключен к первому выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора, ко входу фильтра И к первому выводу первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, инвертирующий вход дифференциального усилителя через второй масштабный резистор подключен ко второму выводу © вторичной обмотки разделительного трансформатора и к первому выводу токоэадающего резистора, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, о т л .и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности усилителя, расширения функциональных возможностей за счет выполнения операции ограничения, в него введены двухпорого- 20 вый блок сравнения, источник регулируемых эталонных напряжений, сумматор, двухпозиционный переключатель и дополнительная обмотка разделительного трансформатора, причем выход фильтра подключен к информационному входу двухпорогового блока сравнения и к информационному входу первого ключа, выход которого подключен к первому входу сумматора, первый и второй входы задания порога двухпорогового блока сравнения подключена соответственно к первому и второму выходам источника регулируемых эталонных напряжений и соответственно к первому и второму информационным входам двухлозиционного переключателя, выход которого подключен ко второму- входу сумматора, управляющие входы ключа и двухпозиционного переключателя обьединены и подключены к выходу двухпорогового блока сравне-. ния, выход сумматора подключен к первому выводу дополнительной обмотки разделительного трансформатора, второй вывод которой подключен к шине нулевого потенциала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.
1. Авторское свидетельство СССР
Н 698004, кл. G 06 G 7/12, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2995999/18-24, кл, G 06 G 7/12, 1980 (прототип) .
974378
Составитель Т. Сапунова
Техред Ж.Кастелевич Корректор " Буряк
Редактор Н. Горват акаэ 705/67 Тираж-731 .
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва Ж-35 Раушская .наб. д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,