Широтно-импульсный операционный усилитель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01.07.75 (21) 215011 51) М. Кл.е С б. рисоединением заявки-осударственныи комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 22.04. 681.33588.8)(53) У 2) Авторы изобретени Осипов и В. Г. Мауре) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола УЛЬСНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИ 54) ШИРОТН ствие знач втоколебан операционныхельно вклю 10 а блок-схем На чертеже пре предлагаемого усилителя.Он содержит входной масштабирезистор 1, интегратор 2, релейнь3, операторный резистор обратнойпороговый элемент 5, дополнительнгратор 6, дифференцируюший элемпервый и второй ключевые элеменшину нулевого потенциала 10.Устройство работает следующим ме связи 20 нт 7,ы 8, 9,образом. Изобретение относится к усиустройствам, работающим в рел е и может быть использовано в вьных машинах.Один из известных релейныхусилителей содержит последоватченные интегратор и релейный элемент, ключевые элементы 1 .Это устройство имеет сравнительно низкую точность работы.Из известных устройств аналогичного наэ. начения наиболее близким к предложенному является широтно-импульсный операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно входной масштабируюший резистор, интегратор, релейный элемент, выход которого через операторный резистор обратной связи подключен ко входу интегратора и выходу порогового элемента, дифференцирующий элемент, один выход которого соединен со входом интегратора, другой выход дифферен цирующего элемента через первый ключевой элемент подключен к шине нулевого потенциала, а через второй ключевой элемент сое. динен со входом релейного элемента, управяюшие входы кщочевых элементов подклюены к дополнительному выходу интегратора Однако это устройство имеет сравнительнонизкую точность работы вслед и- тельного измерения частоты а ий при воздействии помех.Целью изобретения является повышениеточности работы усилителя.Это достигается тем что в широтно-импульсный операционный усилитель введен дополнительный интегратор, вход которого соединен с выходом релейного элемента, а выход подключен ко входу порогового элемент та,547778 Широтно-импульсный операционный усилитель представляет собой автоколебательнуюсистему с широтно-частотно модулированнымвыходным сигналом, снимаемым с выходарелейного элемента 3, Переключение релей-5ного элемента происходит при сигнале навыходе интегратора 2, равном порогу переключения релейного элемента 3, Выходноенапряжение устройства неизменно по модулю и меняется только по знаку в пределах,10определяемых напряжением источника питания,При отсутствии входного сигнала среднее значение выходного напряжения устройства равно нулю. Наличие сигнала, подаваемого через входной масштабирующий резистор1, приводит к изменению производной выходного напряжения интегратора 2, которая винтервале совпадения знаков напряжений навходе и выходе устройства определяется суммой токов входного и обратной связи, а в20интервале несовпадения знаков напряженийна входе и выходе устройства - разностьюэтих токов,В результате за период автоколебанийвыходных импульсов напряжения, сиимаемого25с выхода релейного элемента 3, среднее значение этого напряжения устанавливается про.порциональным входному сигналу.При наличии входного сигнала, величинакоторого меньше заданной, напряжение наЗОвыходе дополнительного интегратора 6 запериод автоколебаний не успевает достигнуть величины порога срабатывания порогового элемента 5, а первый и второй ключевые элементы Я и 9 разомкнуты. Если входной сигнал превышает заданную допустимую величину, определяемую парамет. рами дополнительного интегратора 6 и порогового элемента 5, то напряжение на выходе дополнительного интегратора 6 достигает порога срабатывания порогового элемепта 5 и на вход интегратора 2 поступает импульс тока. При этом происходит увеличение скорости изменения (изменение производ ной) выходного напряжения интегратора 2 и длительность импульса соответствующей полярности выходного напряжения релейного элемента уменьшается. Ограничение длительности выходных импульсов устройства приводит к эквивалентному ограничению среднего значения выходного напряжения.Если одновременно с полезным сигналом на входе устройства действует гармонический сигнал помехи, причем амплитуда сум марного входного сигнала превышает допус=. тимое заданное значение, и напряжение на выходе интегратора 2 оказывается по абсолютной величине больше порога срабатывания релейного элемента 3, сигналом с до 4полнителыого выхода интегратора 2 замыкается второй ключевой элемент 9.Дифференцирующий элемент 7 подключается к интегратору 2, увеличивая его постоянную времени. Увеличение постоянной времени интегратора 2 ограничивает рост сигнала ошибки устройства и устраняет возможность насыщения интегратора 2. Как только длительность выходного импульса превосходит допустимое значение,огределяемое параметрами порогового элемента 5 и дополнительного интегратора 6,гроисходит принудителы 1 ое переключениерелейного элемента 3 за счет импульса тока, поступающего с выхода горогового элемента 5. Когда же сигнал .на выходе интегратора 2 год воздействием этого импульса тока достигнет величины, близкой к значению порога срабатывания релейного элемента 3, второй ключевой элемент 9 размыкается, а первый ключевой элемент 8замыкается,Разряд дифференцирующего элемента 7через входную цепь устройства изменяет величину производной сигнала с выхода интегратора 2. При этом длительность отрицательных импульсов выходного напряжения устройства увеличивается и среднее значение переменной составляющей выходного напряженияза период действия гармонической помехисохраняется равным нулю. Так как постоянная времени разряда дифференцирующего элемента 7 мала, то первый ключевой элемент8 управляется кратковременными импульсами,Таким образом, широтно-импульсный опе рационный усилитель сохрагяет работоспособность в условиях действия гармонической помехи без ухудшения динамических свойств и точности,Формула изобрен еения Широтно-импульсный операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно входной масштабируюший резистор, интегратор, релейный элемент, выход которого через операторный резистор обратной связи подкчючен ко входу интегратора и выходу порогового элемента, дифференцирующий элемент, один зыход которо "о соединен со входом интегратора, другой выход дифференцирующего элемента через первый ключевой элемент подключен к шине нулевого потенциала, а через второй кпочевой элемент соединен со входом релейного элемента, управляющие входы ключевых элементов подключены к дополнительному выходу интегратора, о т л и547778 Составитель О, ОтрадновРедактор Л. Народная Техред О. Луговая Корректор С. Болдижар Заказ 877/101 Тираж 818 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч а .ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, в него введен дополнительный интегратор, вход которого соединен с выходом релейного элемента, а выход подключен ко входу порогового элемента,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 6 1. Авторское свидетельство СССР2. "Аналоговая и аналого-цифровая вычислительная техника", Сборник статей под ред, В. Ь. Ушакова, вып 3, "Советское радио", 1969, стр. 130, рис. 7 (прототип).