Автоколебательный операционный усилитель

(9) 80 ) 3(59 Н 03 Р 3 38 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 15,05.84, Бюл, Р 18 (72) Л.И.Цытович и Н.Н,Кириллова (71) Челябинский политехнический ин ститут им, Ленин ского комсомола и Латвийский государственный территориальный институт по проектированию промышленных предприятий (53) 621. 375. 024 (088. 8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 681335, кл, С 06 С 7/12, 1978.2, Авторское свидетельство СССР 9 690935, кл, С 01 М 9/00, 1979 (прототип) .(54) (57) АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫИ ОПЕРАЦИОННЫИ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику вход" ного сигнала, релейный элемент с четырехполюсником в цепи обратной связи, выход релейного элемента через первый резистор соединен с входом выходного фильтра нижних частот, а непосредственно - с выводом вторичной обмотки первого трансформатора, другой вывод которой через первый инвертор соединен с входом релейного элемента, через второй резисторподключен к общей шине, а через последовательно соединенные третий реэистор, второй инвертор и четвертый резистор подключен к входу выходногофильтра нижних частот, второй трансФорматор, одни из выводов первичнойи вторичной обмоток которого соответственно соединены с одним выводомпервичной обмотки первого трансформатора и общей шиной, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены двухпороговый компаратор, управляемый ключ, дополнительный резистор и дифференциатор, включенный между другими выводами первичных обмо- )ток первого и второго трансформаторов, причем управляемый ключ и допол ффнительный резистор последовательносоединены и включены между входом ивыходом релейного элемента, входдвухпорогового компаратора соединен дс другим выводом вторичной обмоткивторого трансформатора, выход - свходом управления управляемого ключа, а вход управления - с выходомвыходного фильтра нижних частот.Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено дляпот енци альн ого разделен и я це пей постоянного и переменного токов и можетбыть использовано в системах автоматического управления технологическими процессамиИзвестен автоколебательный операционный усилитель (ОУ), содержащийрелейный элемент с четырехполюсникомв цепи обратной связи, Известный ОУ,относится к классу дискретных преобразователей информации с частотноширотно-импульсной модуляцией, обладает высокой помехоустойчивостью, точностью преобразования управляющеговоздействия и значительным коэффициентом усиления по мощности 1Недостатком известного автоколебательного ОУ является отсутствиегальванически разделенного входа,что ограничивает область примененияданных ОУ в системах пропыленнойавтоматики,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является автоколебательный операционный усилитель,содержащий первый трансформатор, первичная обмотка которого подключенак источнику входного сигнала, релейный элемент с четырехполюсником в цепи обратной связи, выход релейногоэлемента через первый резистор соединен со входом выходного Фильтранижних частот, а непосредственнос выводом вторичной обмотки первоготрансформатора, другой вывод которой 35через первый инвертор соединен совходом релейного элемента, через второй резистор подключен к общей шине,а через последовательно соединенныетретий резистор, второй инвертор 40и четвертый резистор подключен ко входу выходного фильтра нижних частот,второй трансформатор, одни из выводов первичной и вторичной обмотки которого соответственно соединены с 45одним выводом первичной обмотки первого трансформатора и общей шиной 21.Известный автоколебательный ОУ обладает низкой помехоустойчивостью ксигналам высокочастотных помех, трансФормируемых во вторичную цепь первого трансформатора со стороны источника входного сигнала и приводящих кложному срабатыванию релейного элемент а.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости автоколебательногооперационного усилителя.Для достижения цели в автоколебательный операционный усилитель, содержащий первый трансформатор, первичная обмотка которого подключенак источнику входного "игнала, релейный элемент с четырехполюсником вцепи обратной связи, выход релейногоэлемента через первый резистор соеди"65 нен с входом выходного фильтра нижних частот, а непосредственно - свыводом вторичной обмотки первоготрансформатора, другой вывод которойчерез первый инвертор соединен свходом релейного элемента, через второй резистор подключен к общей шине,а через последовательно соединенныетретий резистор, второй инвертор ичетвертый резистор подключен к входувыходного Фильтра нижних частот, второй трансформатор, один из выводовпервичной и вторичной обмоток которого соответственно соединены с однимвыводом первичной обмотки первоготрансформатора и общей шиной, введены двухпороговый компаратор, управляемый ключ, дополнительный резистори дифференциатор, включенный междудругими выводами первичных обмотокпервого и второго трансформаторов,причем управляемый ключ и дополнительный резистор последовательно соединены и включены между входом и выходомрелейного элемента, вход двухпорогового компаратора соединен с другимвыводом вторичной обмотки второготрансформатора, выход - с входомуправления управляемого ключа, а входуправления - с выходом выходногофильтра нижних частот.На чертеже представлена приципиальная схема автоколебательного ОУ,Автоколебательный ОУ содержит первый и второй трансформаторы 1 и 2,первый и второй инверторы 3 и 4, двухпороговый компаратор 5, выходнойфильтр б нижних частот, релейный элмент 7, третий, четвертый, второйи первый резисторы 8-11, дополнительный резистор 12, четырехполюсник 13в цепи обратной связи релейного элемента 7, управляемый ключ 14 и дифференциатор 15,Автоколебательный ОУ работает следующим образом,Основной тракт преобразования входного сигнала в автоколебательном ОУсостоит из первого трансформатора 1,релейного элемента 7, второго резистора 9, первого инвертора 3 и четырехполюсника 13, Перечисленные звеньяв совокупности образуют автоколебательную систему с частотно-широтноимпульсной модуляцией, Релейный элемент 7 имеет неинвертирующую петлюгистерезиса и симметричные относительно нулевого уровня пороги переключения. Третий резистор 8, четвертый и первый резисторы 10 и 11, второй инвертор 4 и выходной фильтр босуществляют активную компенсациюпульсаций выхсдного сигнала. Такойметод Фильтрации выходного сигналаавтоколебательного ОУ позволяет взначительной степени снизить постоянную времени выходного Фильтра б и повысить быстродействие устройства в целом,е Заказ 3274/42ВНИИПИ Госудапо делам изо113035, Москв 862 Подпиго ксмитета СССР и открытий Раушская наб д Тираж ственно бретени Ж, е илиал ПППнт оектная, 4 г Ужгород Двухпорогоный компаратор 5 имеет зону нечувствительности, которая при нулевом уровне постоянной составляющей выходного сигнала симметрична от- . носительно нулевого уровня автоколебательного операционного усилителя. 5 Второй трансформатор 2 имеет характеристики идентичные характеристикам .первого трансформатора 1, Параметры дифференциатора 15 выбираются таким образом, чтобы обеспечить единичный коэффициент передачи для спектра помеховых воздействий и нулевой " для постоянной составляющей входного сигнала,Если на вход автоколебательного ОУ поступает помеха недопустимо высокого уровня, на выходе двухпорогового компаратора 5 формируются импульсы, под воздействием которых управляемый ключ 14 замыкается, дополнительный резистор 12 включается в цепь положительной обратной связи релейного элемента 7, что обеспечивает увеличение его порогов переключения,при которых переключение сигналом внешней помехи оказывается невозможным,С ростом сигнала управления минимальный запас помехоустойчивости падает, Одновременно с вертикальным смещением сигнала на входе первого инвертора 3 относительно общеи шины под воздействием выходного сигнала выходного фильтра 6 происходит смещение порогов включения двухпорогового компаратора 5 в сторону противоположную направлению вертикального смещения упомянутого сигнала. Тем саьым обеспечивается запас помехоустойчивости автоколебательного ОУ, ,независимо от уровня входного воздей ствия