Релейный операциооный усилитель

и 1) 622 Ю 6 ОПИСАНИ 5ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(45) Дата опубликования описания 10,08.78(51) М. Кл.в6 066 712 Гесударствеииыа комитетСовета ааииистроа СССРио делам изабретеиийи отармтий(72) Авторы изобретения Л, И. Цытавич, В, П, Цытович, Г, В. Суворов, Б, А, Петренко и В, Г. Маурер Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) РЕЛЕЙНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ 1Изобретение относится к усилительньм устройствам, работающим в релейном режиме, и может быть использовано в вычислительных машинах.Одно из известных усилительных устройств содержит широтно-импульсный модулятор, ключевые элементы, интегратор 1 ЧЭто устройство характеризуется относительно низкой точностью работы.Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является релейный операционный усилитель, содержащий первый усилительный элемент, между входом и выходом которого включен первый интегрирующий конденсатор, выход первого усилительного элемента через последовательно соединенные выходной релейный элемент и операторный резистор подключен ко входу второго усилительного элемента, между входом и выходом которого включен второй интегрирующий конденсатор, выход второго усилительного элемента через инвертирующий блок соединен со входом первого усилительного элемента, вход первого усилительного элемента через входной операторный резистор подключен ко входу устройства, а через операторный резистор обратной связи - к выходу выходного рслейиого элемента 2.Такое устройство имеет погрешностьвследствие дрейфа параметров первого 5 усилительного элемента.Цель изобретения - повышение точности работы устройстьа.Достигается это тем, что в него введенкомпенсирующий резистор, включенный 10 между входом устройства и входом второго усилительного элемента.Функциональная схема релейного опера.ционного усилителя представлена на чертеже.15 Она содержит входной операторный резистор 1, первый усилительный элемент 2, первый интегрирующий конденсатор 3, опсраторный резистор 4 обратной связи, выходной релейный элемент 5, операторный 20 резистор б, второй интегрирующий конденсатор 7, второй усилительный элемент 8, инвертирующий блок 9, компесирующий резистор 10, вход 11 устройства. Выходной релейный элемент 5 выполнен, например, на основе усилительного элемента 12 с положительной обратной связью через резистор 13 с масштабирующим резистором 14 на входе, а инвертирующий блок - в виде инвертирующего усилительного элемента 15обрас масштабирующими и выходным резисторами 16, 17 и 18.Устройство работает следующимзом.Входной операторный резистор 1, усилительный элемент 2, интегрирующий конденсатор 3, выходной релейный элемент 5 и операторный резистор 4 обратной связи образуют основной (автоколебательный)каскад.В случае отсутствия сигнала на входе 11устройства сигнал с выходного релейного элемента 5 подается на вход усилительного элемента 2, который совместно с входным операторным резистором 1 и интегрирующим конденсатором 3 представляет собой интегратор. Выходное напряжение усилительного элемента 2 линейно нарастает до тех пор, пока не достигнет порога переключения, например, отрицательного выходного релейного элемента 5. В этот момент релейный элемент 5 срабатывает, а его выходное напряжение, которое ранее было положительным, меняет полярность и становится отрицательным, Это является причиной линейного нарастания выходного напряжения усилительного элемента 2 до величины положительного порога срабатывания выходного релейного элемента 5. Релейный элемент 5 срабатывает, и его выходное напряжение вновь меняет знак, становясь положительным. В дальнейшем процесс периодически повторяется. Учитывая, что длительности положительных и отрицательных импульсов напряжения релейного элемента 5 одинаковы, среднее значение выходного напряжения устройства за период автоколебаний равно нулю.При наличии сигнала на входе 11 устройства скорость изменения выходного напряжения усилительного элемента 2 (интегратора) в одну часть периода автоколебаний определяется разностью выходного напряжения, подаваемого через операторный резистор 4 обратной связи, и входного сигнала. В другую часть периода ав. токолебаний скорость изменения выходного напряжения усилительного элемента 2 определяется суммой выходного напряжения и входного сигнала.Длительность импульса выходного напряжения устройства в первую часть нериода автоколебаний больше длительности импульса выходного напряжения второй части периода, В результате среднее значение выходного напряжения устройства пропорционально величине входногосигнала.Предположим, что при нулевом входном сигнале в результате воздействия напряжения смещения нуля усилительного элемента 2 произошло смещение на некоторую величину нулевого уровня выходного сигнала устройства, Это приводит к появлению на выходе усилительного элемен 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 та 8 сигнала, который затем инвертируется ин верти рующим блоком 9 с масштабированием до величины, пропорциональной (равной) величине напряжения смещения нуля усилительного элемента 2, Учитывая, что выходное напряжение инвертирующего блока 9 н напряжение смещения нуля имеют противоположныс знаки, то происходит их взаимная компенсация и среднее значение выходного напряжения устройства поддерживается на заданном (в данном случае нулевом) уровне,При наличи входного сигнал на входе 11 устройства усилительный элемент 8, образующий интегратор вместе с интегрирующим конденсатором 7, сравнивает входной сигнал, поступающий через компенсирующий резистор 10, и среднее значение выходного напряжения устройства, подаваемого через операторный резистор 6, При их соответствии выходное напряжение усилительного элемента 8 равно нулю. В случае несоответствия указанных напряжений на выходе усилительного элемента 8 формируется сигнал рассогласования, который через инвертирующий блок 9 подается на вход усилительного элемента 2 для компенсации сигнала рассогласования.Таким образом, осуществляется подавление аддитивной ошибки устройства, что приводит к повышению точности работы релейного операционного усилителя.Для обеспечения требуемого коэффициента передачи устройства величина сопротивления входного операторного резистора 1 должна быть равна сопротивлению компенсирующего резистора 10, а сопротивление операторного резистора 4 обратной связи - сопротивлению операторного резистора 6. Формула изобретения Релейный операционный усилитель, содержащий первый усилительный элемент, между входом и выходом которого включен первый интегрирующий конденсатор, выход первого усилительного элемента через последовательно соединенные выходной релейный элемент и операторный резистор подключен к входу второго усилительного элемента, между входом и выходом которого включен второй интегрирующий кон денсатор, выход второго усилительного элемента через инвертирующий блок соединен со входом первого усилительного элемента, вход первого усилительного элемента через входной операторный резистор подключен к входу устройства, а через операторный резистор обратной связи - к вы ходу выходного релейного элемента, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введен компенсирующий резистор, включенный между вхо622106 Составитель О. Отраднов Редактор И, Грузова Техред А. Камышникова Корректор Л, Котова Заказ 1513/8 Изд. Мо 607 Тираж 778 Н 110 Государственного комитета Совета Министоов СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 дом устройства и входом второго усилительного элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гельман М, М., Степанов Б. М., Фили 6нов В. Н. Дискретные преобразования моноимпульсных электрических сигналов. Атомиздат, 1975, с. 99 - 102, рис, 2.27,2. Авторское свидетельство СССР Мо 482758, кл, 6 066 7/12, 1974.