Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала

(72) Авторы изобретен ь,В.С лектродвнамики "Украинской СС н) Заявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛА 2альная частота входикоторой искажения тр сигнала практически определяетсяс однойи дифференциальных сдов, включенный в об го сйг-буемого аксим нала, привыходногпу еще до- стороны стимы,противеличина ений ди н Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных преобразователей, прецизионно. го устройства определения абсолГютных значений изменяющихся во времени сцг- налов; прецизионной схемы выбора наи- Фбольшего сигнала; устройства моделйрования непрерывных функций одной йеременной при кусочно-линейной аппроксимации.Известны устройства для выделения модуля энакопеременных сигналов, содержащие операционные усилители и присоединенные к ним резисторы и диоды. Такие устройства построены по схеме с "идеальными диодами" 11. связи операционных усилителей, и с другой стороны частотными характеристиками, то есть инерционными свойствамиприменяемых операционных усилителей.Наиболее близким по техническойсущности является устройство для выделения модуля энакопеременного сигнала,содержащее операционный усилитель, инвертирующий вход которого через масштабный резистор соединен с входом устройства и через две цепочки, состоящиеиз последовательно соединенных, масштабного резистора и разделительного диода,подключен к выходу операционного усилителя и сумматор, первый инвертирую 3щий и неинвертирующий входы которогосоединены соответственно с общим выводом масштабного резистора и разделительного диода цепочек, второй инвертирующий вход сумматора соединенс входом устройства 2,.Недостатком этого устройства является, по-прежнему, большой интервал времени отпирания диодов и, следо3 71вительно, большое искажение требуемойформы выходного переменного сигналавблизи нуля, Включение дополнительнойтретьей резистивной ветви обратной связи операционного усилителя практическинесущественно изменяет форму выходного сигнала в окрестности его нулевыхзначений, то есть несущественно увеличивает точность выделения абсолютныхзначений переменного напряжения вблизиЦель изобретения - повышение точности, Это достигается тем, что уст-ройство содержит дополнительные разделительные диоды, резистор смещенияи источник напряжения смещения, подключенный через последовательно соединенные резистор смешения и первый до полнительнйй разделительный диод квыходу операционного усилителя, общийвывод резистора смешения и первого до- ,полнительного разделительного диода чеф рез второй дополнительный разделительный диод соединен с первым инвертируюшим входом сумматора.На чертеже приведена схема устройства для выделения модуля знакопеременного сигнала,Устройство содержит входной масштабный резистор 1, масшвтбные резисторы2, 3, резистор 4 смещения, операционный усилитель 5, разделительные диоды.6, 7, 8, 9, источник 10 напряжениясмещения, сумматор 11, входную 12 ивыходную 13 клеммы,Резисторы 2 и 3 и диоды 6 и 9 образуют две цепочки, включенные в обратную связь операционного усилителя 5.Коаффициенты передачи по каждомувходу сумматора устанавливаются в двухсочетаниях.Первое сочетание характеризуетсяравным нулю коаффициентом передачипо неинвертирующему входу, При этомв случае поступления на клемму 12 от-рицательного напряжения на выходе операционного усилителя 5. установится положительное напряжение, которое закрывает диоды 6 и 9 и открымет диод 8.Тогда по резистору 2 ток не протекаети следовательно выходное напряжениесумматора определяется такОв,=-0 К,= ц, К,где К - коаффициент передачи по инвертируюшему входу сумматора, соединенному с входной клеммой устройства.При увеличении входного напряженияв момент перехода его значения черезноль диод 8 закрывается. Напряжение7785на выходе операционного усилителя уменьшается до нуля, передается через диод 7, находящийся всегда в смещенном состоянии, в точку соединения диода 75 и 6 и в атот момент напряжение смещения через резистор 4 смешения открывает диод 6. Таким образом ток обратной связи операционного усилителя. создается источником напряжения смещения, 1 Ои влияние инерционности операционного усилителя в момент перехода входного напряжениячерез копь на напряжение точкисоединения резистора 2, диодов 9, 6, а, следомтельно, н нв выходное напряжение 15устройства резко уменьшается. При этом ток смещения устанавливается таким, что ток через резистор 2 равен по абсолютной величине и противоположен по20знаку току через резистор 1. При этомв точке соединения резистора 2 и диода 6 устанавливается напряжениеРць=-Ф цвкгде й и Й 2 - соответственно сопротивление резисторов 1 и 2, Напряжение О поступает одновременно с напряжением0 на инвертирующие входы сумматора,за 45 55 поэтому его выходное напряжение Ощ,1равноЯгде- коэффициент передачи инвертируюшего входа сумматора, который соединен с диодом 6 и резистором 2. Есливыбрать 4 1ь 2 йа,Вых ьх 3При больших отрицательных значенияхнапряжения О, а следовательно и выход.ного напряжения операционного усилителяобратная связь для него устанавливаетсячерез диод 9.Второе сочетание коаффициентов передачи по каждому входу сумматора 11характеризуется равным нулю коэффициента К. по инвертирующему входу, который соединен с входной клеммой устройства. При таком сочетании величиныкоэффициентов К 2 и К 1 выбираютсяравными друг другу К 1 - коэффициентпередачи по неинвертируюшему входу;Влияние неидеальности диода 7 напроцесс отпирания диода практическиисключается, поскольку в рабочей точкевольт-амперной характеристики этогодиода 7 дифференциальное сопротивлениеего весьма мало из-за того, что этв .рабочая точка смещена на прямую ветвьхарактеристики,изобретения формула 3орСоставитель С, БеланТехред Н. Бабурка Корректор А, Гриценко инае кт аж 751дарственногизобретений/68 Ти 1 НИИПИ Г су по делам 113035, Москваказ 9850 Подписноекомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5 лиал ППП "Патентф г, Ужго ектная 5 7177Использование диодов 6, 7, резистора 4 и источника 10 напряжения смешения выгодно отличает предлагаемое устройство прототипа, так как приводит к исключению второго выпрямителя и повышению точности выделения абсолютных значений переменного напряжения в момент изменения знака последнего вследствие резкогоуменьшения влияния инерционности операционного усилителя на форму выходного 10 напряжения детектора, что позволяет в 10-15 раз расширить допустимую частоту изменения входного сигнала Цвпри малом его максимальном значении,15 Устройство для выделения модуля 20 знакопеременного сигнала, содержашее операционный усилитель, инвертирующий вход которого через входной масштабный резистор соединен с входом устройства и через две цепочки, состоящие из последовательно соединенных масштабного резистора и разделительного диода, подключен к выходу операционного усилителя, и сумматор, первый инверти 85 6рующий и неинвертирующий входы которого соединены соответственно с общимвыводом масштабного резистора и разделительного диода цепочек, второй инвертируюший вход сумматора соединен свходом устройства о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит дополнительныеразделительные диоды, резистор смещения и источник напряжения смещения,подключенный через последовательно соединенные резистор смешения и первыйдополнительный разделительный диод квыходу операционного усилителя, общийвывод резистора смещения и первогодополнительного разделительного диодачерез второй дополнительный разделительный диод соединен с первым инвертируюшим входом сумматора.Источники информации,принятые во внимание йри экспертизе1. Проектирование и применениеоперационных усилителей под ред,Дж. Грэма и др. М., "Мир, 1974,с, 271,2. Кори Г., Кори Т. Электронныеаналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, М"Мир", 1968с, 18 (прототип).