Нуль-орган

(51)М. Кл,Н 03 К 5/20 О 05 В 1/01 с присоединением заявкиЪеударстввней кемитвт СССР пе делам изебретеиий н еткрытие,33 (088.8) Дата опубликования описания 25 12,79(71) Заявитель(54), НУЛЬ - ОРГАН 3Изобретение касается контрольно-измери- тельной техники и может быть использовано в аналоговых датчиках допускового койтроля амплитуды напряжения в качестве элемента сравнения напряжения.Известен нуль. орган, содержатций операционный усилитель, охваченный положитедьной обратной связью, в которой включен элемент вьтчйтзния, выходы которого объединены через распределенную лйнию задержки (Ц. Он имеет недостаточную точность сравнения.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является йутть-орган, содержащий операционный усилитель, в цепь положительной обратной связи котороговключен делитель напряжения, инвертирующий вход опе рационного усилителя соединен с входной шиной, интегратор и пороговый элемент 21. Однако и этот нуль-орган имеет недостаточную точность вследствие несимметричности операционного усилителя,Цель изобретения - повышение точности нуль-оргона. Дня этого в нуль-орган, содержащий операционный усилитель, в цепь положительнойобратной связи которого включен делительнапряжения, инвертирующий вход операционно-го усилителя соединен с входной шиной, инвертор и пороговый элемент, введены два ключевых элемента и формирователь сигнала управления, выходы которого соединены соответственно с делителем напряжения и управляющимие входами первого и второго ключевых элементов, причем входы и выходы второго ключевого элемента подсоединены соответственно кдифференциальным выходам операционногоусилителя и входам формирователя сигнала т 5управления, а выход н вход первого ключевого элемента - к выходу операционного усилители и шине входного сигнала подсоединеннойк первому входу порогового элемента, выхо.дом подключенного через интегратор к дели телю напряжения н своему второму входу,причем, формирователь сигнала управлениявыполнен в виде последовательно соединенныхвыпрямителя, элемента вычитания, выход кото.рого соединен с делителем напряжения, и поро- Ъ705664 3гового элемента, выходом подключенного к управляющим входам ключевых элементов.На чертеже приведена схема нуль-органа, Нуль-орган содержит операционный усили. тельс делителем 2 напряжения в цепи по. ложительной обратной связи и ключевым элементом 3, соединяющим выход усилителяи его йквертиругощий вход, к которому подключеньг последовательно соединенныепороговый элемент 4 и интегратор 5, выход которого соединен со вторым входом элемента 4 и делителем 2. Дифференциальные выходы усилителя 1 через второй ключевой элемент б соединены с входами формирователя 7 сигнала управления, выполненного в виде последовательно соединенных выпрямителя 8, элемента 9 вычитания, выход которого соединен с делителем 2, и порогового элемента 10, выход которого подклгочен к управляющим входам элементов 3 и б. Входная шина 11 соединена с инверти- ругощим входом усилителя 1, выход которого соединен с выходной шиной 12.Нуль-орган работает следующим образом, Элемент 4 и интегратор 5 формируют пороговое напряжение и представляют собой автоколебательную пару, охваченную 100% обратной связью и не имеющую устойчивого равновесия, то есть работающую в режиме автоколебаний, размах которых симметрично вниз и вверх от нулевого уровня на входе равен порогу допуска на контролируемый импульсньпг сигнал О , соответственно, отрицательной и положительной полярности, Делитель напряжения 2 осуществляет введение положительной обрапгой связи и порогового напряжения Ооп совокупно с сигналом поправки, что позволяет исключить отделькый суммирующий элемент и снизить тем самым погрешноспг передачи напряжений на неинвертирующий вход операционного усилителя 1. Усилитель 1 вьщеляет и усиливает сигнал разности ЬОв,= = Ок - О и, который в режиме сравнения управляет работой какого-.либо внешнего исполнительного устройства, а также вырабатывает два противофазных напряжения,снимаемых с. дифференциального выхода в режиме коррекции, В последнем случае усилитель 1 работает с дифференциальным усилителем К = 1 п сигналами периодически изменяющймйся относительно нуля. Выходные диффе. ренциальные напряжения будут также изменяться,но из-за различия коэффициентов уси. ления К 4 и К плеч операционного усилителя 1, средние за период напряжения будут отличаться между собой на величину(ЛОБ К. - . ЬОв,Кг)Элемент 3 замыкает .цепь отрицательной обратной связи в режиме коррекции, превращающую усилитель 1 в пов 4горитель. Элемент 6 пропускает сигнал с диф.ферекциального выхода усилителя 1, обесле.чивая режим коррекции. Формирователь 7 вырабатывает аналоговый сигнал-поправку, про-5порциональный разбалансу плеч усилителя 1при работе последнего в линеййом режиме и,дискретный сигнал для управления элементами 3, 6. В исходном состоянии элемент 3замыкает инвертирующий вход с выходом уси.лителя 1, превращая его в повторитель. Зна.копеременное выходное напряжение. интегратора 5 линейно передается на дифференциальныйвыход усилителя 1 и через открытый элемент6 воздействует на формирователь 7. Аналоговыч сигнал-поправка на выходе последнегосуммируется с сигналом положительной обрат.ной связи и переменным напряжением и воз.действует ка инвертирующий вход операционного усилителя 1, чем достигается постепенное20 вьгравкивакие напряжении на его диффереьциальных выходах, В момент их равекства сдискретного выхода формирователя 7 поступает сигнал, под действием которого элемент 3размыкается, а элемент б закрывается и бло 25 кирует входы формирователя 7 на землю,что фиксирует величину аналогового сигнала.поправки. Механизм введения сигнала-поправкинаправлен совместно с положительной обратнойсвязью на симметрирование плеч операционно 30 го усилителя 1. При оптимальной величинепоправки резульпгрующая петля пгстерезисаустанавливается симметрично относительнопорогового уровня О . Оптимальная глубинаобратной связи, вводимая делителем 2опт35 должна удовлетворять условию устойчивости0 от - К 1. Входной импульсный сигнал4 иФне воспрйкимается элементом 4, поэтому описанная операция формирования и введенияпоправки к пороговому уровню нуль-органа40 может быть проведена периодически в процессе контроля импульсов по команде какого.либо программного устройства, которая установит нуль. орган в исходное состояние. Выпрямитель 8 осуществляет усреднение напряже 45 ний снимаемых с дифференциального выходаэлемента 1 в режиме коррекции. Элемент 9вычитания вырабатывает сигнал-поправку, атакже сигнал управления пороговым элементом10. Пороговьгй элемент 10 формирует сипгал50 управления элементами 6 и 3,Формула изобретения 1, Нуль-орган, содержащий операционный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен делитель напряжения, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с входной шиной, интегратор и поро70566462, Нуль-орган по п. 1, о т л и ч а ю .щ и й с я тем, что формирователь сигналауправлевэ выполнен в виде последовательносоединенных выпрямителя, элемента вычитания,выход которого соединен с делителем напряже.Рния, и порогового элемента, выходом подключенного к управляющим входам ключевыхэлементов,дключенного че.яжения и свое, Авторское свидетельство СССР Мф 544122,кл. Н 03 К 5/20, 04,01,76 (прототип). Составитедь А. СтепановРедактор В. Сапирштейн ТехредЭ мужик Корректор Т. аз 8054/63 ЦНИИП по 1 3035, 1060 Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/5 Тираж Государственного лам изобретений и сква, Ж, РаушФилиал НПП Патент", г; Ужгоро ектная,5говый элемент, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два ключевых элемента и формирователь сигнала управления, выходы которого соединены соответственно с делителем напряже ния и управляющими входами первого и вто рого ключевых элементов, причем входы и вы ходы второго ключевого элемента подсоедине. ны соответственно к дифференциальным выходам операционного усилителя н выходам фор. 10 мирователя сигнала управления, а выход и вход первогО ключевого элемента - к выходу операционного усилителя и шине входного сигнала, подсоединенной к первому входу порогового элемента, выходом порез интегратор к делителю напр, му второму входу. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР КО 527819,кл. (3 05 В 1/01, 06.01.75,