Релейный преобразователь аналоговых сигналов

Сфюэ Советских Ссщналистических т"еспублик(51)М. Кл. С 06 С 7/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 08.1079(72) Автор изобретения Л.И. Цытович Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) РЕЛЕЙНЬЙ ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к областиусилительных устройств и может бытьиспользовано в вычислительных машинах и системах промышленной автоматики,Известны усилительные устройства,содержащие усилительный элемент, модулятор, демодулятор, вентильные элементы и генератор прямоугольных импульсов 1.Такие устройства имеют невысокуюточность работы из-за наличия в выходном сигнале помехового переменного напряжения с частотой генератора прямоугольных импульсов, 15Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является релейный пРеобразователь аналоговыхсигналов, содержащий усилительныйэлемент, между инвертирующим входом 2 Ои выходом которого включен интегрирующий конденсатор (2. Выход усили-тельного элемента соединен со входомвыхОдного релейного элемента, выходкоторого через операторный резисторобратной связи подключен к инвертирующему входу усилительного элемента, неинвертирующий вход которогоприсоединен к первому контакту первого переключателя, второй контакт ЗО которого подключен к первому входу преобразователя. Переключающий контакт первого переключателя через основной накопительный конденсатор соединен с переключающим контактом второго переключателя, первый контакт которого подключен к шине нулевого потенциала, а второй - ко второму входу преобразователя.Недостатком этого устройства яв" ляется сравнительно малая точность работы из-эа разделения процесса преобразования сигнала на интервалы запоминания и из-эа разряда накопительного конденсатора,Целью изобретения является повышение точности работы.Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены третий и четвертый переключатели, дополнительный накопительный конденсатор, первый и второй элементы с односторонней проводимостью,одни разноименные выводы которых присоединены к выходу выходного релейного элемента. Другой вывод первого элемента с односторонней проводимостью подключен куправляющим входам первого и второго переключателя. Другой вывод второго элемента с односторонней проводимостью соединен суправляющими входами третьего и четвертого переключателей. Первый контакт третьего переключателя присоединен к неинвертирующему входу усилительного элемента, а второй контакт - к первому входу преобразователя. Первый контакт четвертого переключателя соединен с шиной нулевогопотенциала, а второй контакт - свторым входом преобразователя, К пе Ореключающим контактам третьего ичетвертого переключателей подсоединены обкладки дополнительного накопительного конденсатора.Функциональная схема предложенно"го релейного преобразователя анало 15говых сигналов изображена на чертеже.Преобразователь содержит первый 1,второй 2, третий 3 и четвертый 4 переключатели основной 5 и дополнительный б накопительные конденсаторы,2 Оинтегрирующий конденсатор 7, усилительный элемент 8, операторный резистор 9 обратной связи, выходнойрелейный элемент 10, первый 11 ивторой 12 элементы с односторонней 2проводимостью преобразователя и шину нулевого потенциала 13.Устройство работает следующим образом.Интегрирующий конденсатор 7, уси- ЗОлительный элемент 8, резистор 9 ирелейный элемент 10 образуют автоколебательную систему с широтно-частотно-импульсной модуляцией,При нулевом значении сигнала управления на первом 14 и втором 15входах преобразователя переключениерелейного элемента 10 выходным напряжением усилительного элемента 8осущетсвляется через равные интер Овалы времени, На выходе преобразователя при этом Формируется напряжениепрямоугольной формы, положительныеи отрицательные лмпульсы которогоравны по амплитуде и длительности.Среднее значение этого напряженияза период автоколебаний равно нулю.Наличие сигнала управления навходах преобразователя приводит кизменению скорости нарастания выход"ного напряжения усилительного элемента 8, В одну часть периода автоколебайий, соответствующую совпадению знаков сигнала управления и сигнала Обратной связи, подаваемогочерез резистор 9, скорость изменения Ивыходного напряжения усилительногоэлемента 8 увеличивается, а при разных знаках укаэанных сигналов этаскорость уменьшается.В результате среднее значение вы- Щходного напряжения преобразователя запериод автоколебаний устанавливается пропорциональным величине и соответствующим по знаку сигналу управления,Предположим, что при положительном импульсе напряжения релейногоэлемента 10 проводит первый элемент11, а при отрицательном импульсе -второй элемент 12.Тогда при отрицательном импульсевыходного напряжения, конденсатор 5подключен ко входам преобразователя,т.е, к источнику сигнала управления,а дополнительный конденсатор б - кнеиннертирующему входу усилительногоэлемента 8,Постоянные времени цепи зарядаосновного и дополнительного конденсаторов 5 и б выбраны значительноменьше минимальной длительности выходных импульсов напряжения на выходе преобразователя. Поэтому, за время действия отрицательного импульсана выходе преобразователя напряжениена конденсаторе 5 равно величине сиг"нала управления, При изменении знака напряжения на выходе преобразователя, т.е. при положительном значении импульса конденсатор 5 подключается ко входу усилительного элемента 8, а дополнительный конденсатор б - ко входам преобразователя.За время действия положительного импульса выходного напряжения выходноенапряжение усилительного элемента 8изменяется под воздействием напряжения основного конденсатора 5, а надополнительном конденсаторе 6 напряжение равно величине сигнала управления.После переключения выходного релейного элемента 10 конденсаторы 5и б изменяют свои Функции: дополнительный конденсатор б выполняет рольисточника управляющего напряжения, аосновной конденсатор 5 запоминаетвходной управляющий сигнал.Далее процессы повторяются.При дополнительном скачке сигнала управления изменение среднегозначения выходного напряжения преобразователя происходит с задержкой,не превышающей одного периода авто"колебаний. Эта задержка при использовании преобразователя в системахпромышленной автоматики несущественна, так как период автоколебанийможет быть выбран достаточно малым.Таким образом, н предложенном релейном преобразователе аналоговыхсигналов отсутствует разделение процесса преобразования сигнала упранления на интервалы запоминания и воспроизведения, так как сигнал управления подается на вход усилительногоэлемента 8 практически непрерывно,что повышает точность работы преобразонателя. Формула изобретенияРелейный преобразователь аналогоных сигналов, содержащий усилитель690502 ОтрадновКорректор В ставнтель Хред С.МИГ Редактор Л. Утехина ицк аз 5968/47 Тираж 780ЯИИПИ Государственного к по делам изобретений и 5, Москва, Ж, Раушск Подписноемитета СССРоткрытийя наб., д, 4/5 1303 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, Ул, Проектная, 4 ный элемент, между инвертирующимвходом и выходом которого включенинтегрирующий конденсатор, выходусилительного элемента соединен совходом выходного релейного элемента,выход которого через операторный резистор обратной связи подключен кинвертирующему входу усилительногоэлемента, неинвертирующий вход которого присоединен к первому контактупервого переключателя, второй контакт которого подключен к первомувходу преобразователя, переключающийконтакт первого переключателя черезосновной накопительный конденсаторсоединен с переключающим контактомвторого переключателя, первый контакт которого подключен к шине нулевого потенциала, а второй контактсоединен со вторым входом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности работы, в него введены третий и четвертый переключатели, дополнитеЛьныйнакопительный конденсатор, первый ивторой элементы с односторонней проводимостью, одни разноименные выводы. ного релейного элемента, другой вывод первого элемента с одностороннейпроводимостью подключен к управляю-,щим входам первого и второго переключателей, другой вывод второго элемента с односторонней проводимостью соединен с управляющими входами третье.го н четвертого переключателей, первый контакт третьего переключателяприсоединен к неинвертирующему входу усилительного элемента, а второй О контакт - к первому входу преобразователя, первый контакт четвертогопереключателя соединен с шиной нулевого потенциала, а второй контактсо вторым входом преобразователя, кпереключающим контактам третьего и ф четвертого переключателей подсоединены обкладки дополнительного накопительного конденсатора. Источники информации,20 принятые во внимание при экспертизе1. Павленко В.А, Электрическиесистемы регулирования с сигналом связи постоянного тока, фЭнергияф,1971, с. 266-267, рис. 9-14.25 2. Авторское свидетельство СССР9 507871, кл. 0 06 С 7/12, 1974