Релейный операционный усилитель

1 фНт МО-И.Рби :.о- "." ОП И-С ИЕ Союз Советских Социалистических Республик(51) М 6 6 7/1 присоединением заяв осударстеенный комитеСовета Министров СССР па делам изобретений 23) Приоритет43) Опубликован 77,Бюллетень5,0 53) УДК681.3 открыт 8,5) Дата о 72) Авторы изобретен. В, Суворов и Л. И. Бытов бинский политехнический институт(71) Заявитель 4) РЕЛЕЙНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛ Изобретение отнй технике и мож в соо ВЫВО21,ЕХ ДИОДО вующим ится к усилитель- быть использовано етств м ис нно и с соответчника опорного пряжениОднак тй операционный операцигрируюший т репе невыс и эт имее педст усипител работы в токолеба нос вие изм и возде ого сигн енения частоты авйствии повышенной ала,является повышение ператорные ий и вход ти операцительно низ еличины Целью изобретения точности рабо Предпоженн алогично й репей ый операционныйизвестных тем,ый и второй дошие элементы,к предпожен- ционный усилитель отличается ый элемен ой нулевогющий эпечто в него попнительнь каждый из ответствую ведены пе е интегриркоторых по юч н между сочника опоревого потен ыв истой нуп ной связи ного нап ния и шин ОДОМ И ВЫХОДО подключенную междурелейного элемента а,Блок-сх ого черезИНЕН Соейногонные э од кото епь соед предпоженног релейногоражена на входную операторную входом усилителя. К элемента подключень 20 Операцио чертеже. го усилите еп пекразноиме го ограни роды первого и втых диодов, другойоторых соединен с Усилитеную цепь 1операторнуюлейный эле соде х дную оператор- элемент 2,вязи 3, ре, второй 6,чите й ого из интегрируцепь обр электрод каждодноименныертого огр м электро аничительнои с ый 5 дом третьего и чет в вычислительных машинах.Один из известных релейнь онных усипителей содержит ин эпемент, репейный элемент и резисторы 11. Этот релейнь онный усилитель имеет сравн кую точность работы,Из известных устройств ан назначения наиболее близким ному является репейный опер усилитель, содержащий релейн между входом которого и шин потенциала включен интегрир мент, операторную цепь обра 1 07 75 (21) 2150118/ икования описания 30,03.7755 60 третий 7 и четвертый 8 ограничительныедиоды, первый 9 и второй 10 дополнительные интегрирующие элементы и источник опорного напряжения 11.Устройство работает следующим образом.Релейный операционный усилитель представляет собой устройство, работаюшее врежиме автоколебаний. При отсутствиивходного сигнала на входе 12 релейногооперационного усипителя, на его выходе13, которым является выход релейногоэлемента 4, формируется переменное напряжение прямоугольной формы с равнойдлительностью положительной и отрицательной попуволн, В этих условиях среднеезначение выходного напряжения за периодколебаний равно нулю,Если на входе 12 действует сигнал,то интегрирующий элемент 2 в интервалесовпадения знаков входного напряжения ивыходного напряжения релейного элемента4 заряжается суммой токов входного напряжения и напряжения обратной связи, а винтервале несовпадения знаков входногонапряжения и выходного напряжения элемента 4 ток заряда элемента 2 определяется разностью токов входного и обратнойсвязи. В результате среднее значение выходного напряжения релейного операционного усилителя на выходе 13 формируемого на выходе элемента 4, устанавливается пропорциональным входному сигналу,Регулирование максимального уровнясреднего значения выходного напряженияустройства происходит следующим образом.Если выходное напряжение элемента 4имеет положительную полярность, то диод8 закрыт, так как величина напряжения 11источника меньше амплитуды положительной полуводны выходного напряжения элемента 4. Элемент 9 заояжается током,протекающим по цепи;выход элемента 4,диод 7, элемент 9 и шина нулевого потенциала 14, Величина зарядного тока пропорциональная разности величин амплитудыполуволны выходного напряжения элемента4 и напряжения источника 11, а скоростьнарастания напряжения определяется постоянной времени цепи заряда. За время, соответствующее длительности положительнойполуволны выходного напряжения элемента4, элемент 10 разряжается.К моменту переключения элемента 4(момент окончания положительной полуволны выходного напряжения) величина напряжения на элементе 10 не успевает достичьнулевого уровня, необходимого для пере 5 10 15 20 Л ЗО 35 ао 45 ключения диода 6 в открытое состояние,Диод 5 также находится в непроводяшемсостоянии, так как потенциал напряжения,до которого заряжен элемент 9, положителен,При отрицательной полуволне выходногонапряжения элемента 4 диод 7 закрывается,а диод 8 открывается. Это приводит кувеличению величины отрицательного напряжения на элементе 10, а эпемент 9начинает разряжаться по цепи: внутреннее сопротивление источника 11, шинанулевого потенциала 14, При этом диоды5 и 6 закрыты.Рассмотренный процесс изменениянапряжений на первом и втором допопнительных интегрирующих элементах 9и 10 периодически повторяется.Если на вход 12 усилителя подан сигнал, например, отрицательной полярностии такой величины, что при заданном коэффициенте передачи устройства среднеезначение его выходного напряжения превышает допустимую величину, то диод 8 закрывается, а величина напряжения на элементе 10 уменьшается до нулевого уровня. Как только напряжение на элементе10 превысит нулевое значение, открывается диод 6, что приводит к резкому увеличению входного тока устройства,Сигнал на элементе 2 скачком достигает уровня срабатывания элемента 4, и онпринудительно переключается в противоположное состояние, В резупьтате среднеезначение выходного напряжения релейногооперационного усилителя ограничивается назаранее выбранюм уровне, который опредепяется величиной напряжения источника11, а также постоянной времени дополнительных интегрирующих элементов.В предложенном релейном операционном усипителе частота автокопебаний неизменяется при превышении входным сигналом порога включения ограничительныхдиодов, что повышает точность его работы,Формула изобретения Репейный операционный усилитель, содержащий релейный элемент, между входом которого и шиной нулевого потенциала включен интегрирующий элемент, операторную цепь обратной связи, подключенную между входом. и выходом релейного элемента, вход которого через входную операторную цепь соединен со входом усилителя, ко входу релейного элемента подключены раз542197 Составитель О, ОтрадновРедактор Л. Утехина Техред Н. Андрейчук Корректор А 1 акида Заказ 5983/31 Тираж 864 П одписноеЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ноименные электроды первого и второго ограничительных диодов, другой электрод каждого из которых соединен с одноименнымэлектродом третьего и четвертого ограничительных диодов соответственно и с соответствующим выводом источника опорногонапряжения, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью повышения точности работы, в него введены первый и второйдополнительные интегрирующие элементы,каждый из которых включен между соответствующим выводом источника опорногонапряжения и шиной нулевого потевцпапа,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:Ь 1. Авторское свидетельство СССР,474816, МКИ С 067/12, от21,05,74,2, Авторское свидетельство СССР,Ю482758, МКИ067/12, от 01.06,74 (прототип).