Устройство для выделения модуля

Союз Советскив Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1741279(22) Заявлено 161078 21) 2704337/18-24с присоединенИем заявки Мо(51)М, Кл,2 С 06 6 7/12 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.Б. Кранц и В.Н. Никифоров Особое конструкторское бюро биологической и медицинскойкибернетики Ленинградского электротехнического институтаим. В.И. Ульянова Ленина)(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ Изобретение относится к радиоизмерительной и аналоговой технике,Известны устройства для выделениямодуля числа, содержащие дифференциальный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью с различного рода компенсацией нелинейности 1 и 2 .Недостатком таких устройств является высокая нижняя граница динамического диапазона, вызванная нескомпенсированностью нелинейностихарактеристик диодов.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяустройство, содержащее дифференциальный усилитель, охваченный по инвертирующему входу отрицательной обратнойсвязью 3).20В этом устройстве отрицательноевходное напряжение создает прямоесмещение на первом диоде и поступаетна инвертирующий вход усилителя, Когда входное напряжение положительно,создается прямое смещение на второмдиоде и сигнал подается на неинвертирующий вход усилителя. Передаточная Функция данной схемы у = )х длясигнала обеих полярностей.30 Недостатком такого устройства является высокая величина нижней границы динамического диапазона, которая определяется нелинейностью начального участка диодов, применяемых в качестве вентилей.Целью изобретения является расширение динамического диапазона в сторону нижней границы. Для этого в устройство для выделения модуля, содержащее дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого через первый масштабный резистор соединен с выходом дифференциального усилителя, являющимся выходом устройства, и через второй масштабный резистор - с входом устройства, который через)третий масштабный резИстор подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, введены компаратор, ключ, разделительный диод и резисторы. Причем вход компаратора соединен с входом устройства, а выход через последовательно соединенные первый ,ограничивающий резистор и разделительный диод соединен с управляющим входом ключа, неинвертирующий вход дифференциального усилителя через последовательно соединенные четвертыймасштабный резистор и ключ соединен с шиной нулевого потенциала, подключенной через второй ограничивающий резистор к управляющему входу ключа.Схема устройства для выделения модуля изображена на чертеже.Устройство содержит дифференциальный усилитель 1, охваченный по инвертирующему входу отрицательной обратной связью через масштабный резистор 2. Источник входного переменного сигнала (вход устройства) подключен через масштабный резистор 3 к инвертирующему входу дифференциального усилителя, .а через масштабный резистор 4 к его неинвертирующему входу. С входом устройства соединен также компаратор, выполненный на усилителе 5 с масштабными резисторами 6 и 7. Выход компаратора через последовательно соединенные ограничивающий резистор 8 и разделительный диод 9 соединен с управляющим входом ключа 10, который через ограничивающий резистор 11 соединен с шиной нулевого потенциала, Выход ключа через масштабный резистор 12 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 1.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал через резистор 3 поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 1 и через резистор 4 - на его неинвертирующий вход. Одновременно входной сигнал поступает на компаратор. Порог срабатывания компаратора обусловлен подключением неинвертирующего входа усилителя 5 через резистор 7 к шине нулевого потенциала. При наличии на входе устройства положительного напряжения компаратор имеет на выходе отрицательное напряжение, которым через ограничивающий резистор 8 и раэ" делительный диод 9 закрывается ключ 10. В этом случае коэффициент переда" чи по инвертирующему входу усилителя 1 КККа по неинвертирующему входу К, =.,1+ Кгде К - сопротивление резистора 2,К 9 - сопротивление резистора 3.В результате на выходе усилителя 1 имеется напряжение положительной полярности с коэффициентом передачи К при К = К. В этом случае К несколько меньше единицы в силу наличия синфаэного сигнала на входах схемы, однако это устраняется некоторым увеличением резистора обратной связи.При переходе входного напряжения через ноль в область отрицательныхвеличин компаратор переключается впротивоположное состояние, причемточность привязки его порогасрабатывания к нулю зависит от параметров выбранного операционного усилителя.При этом на выходе компаратора возникает положительное напряжение, которым открывается ключ 10. Входное напряжение на неинвертирующем входе усилителя 1 шунтируется открытым ключом 10, что обеспечивает передачу входного сигнала по инвертирующему входу. Равенство коэффициентов передачи усилителя 1 при отрицательном или положительном входном сигнале устанавливается резистором 12.Введение компаратора и транзисторного ключа позволяет снизить нижнюю границу динамического диапазона до величины порядка 5-1 мВ, т,е, порога срабатывания аналогового компаратора. 10 15 20 Формула изобретения роника, 1969, т. 42, Р 2 (прототип) . 25 Устройство для выделения модуля,содержащее дифференциальный усилитель,инвертирующий вход которого чер з первый масштабный резистор соединен с выходом дифференциального усилителя,являющимся выходом устройства,и черезвторой масштабный резистор - с входомустройства, который через третий масштабный резистор подключен к неинвертирующему входу дифференциальногоусилителя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения динамического диапазона в сторону нижнейграницы, в него введены компаратор,ключ, разделительный диод и резисторы, причем вход компаратора сое 40 динен с входом устройства, а выходчерез последовательно соединенныепервый ограничивающий резистор иразделительный диод - с управляющимвходом ключа, неинвертирующий входдифференциального усилителя через последовательно соединенные четвертыймасштабный резистор и ключ соединенс шиной нулевого потенциала, подключенной через второй ограничивающий резистор к управляющему входуключа,Источники информации,принятые во внимание при, экспертизе1. Патент США Р 3419787,кл, 321-47, опублик, 1966,2. Авторское свидетельство СССР9 248058, кл, С 06 0 7/12, 1968,3, Спейки, Схема определения абсолютных величин параметров на одном операционном усилителе,Элект741279 Составитель С. Беланедактор Т. Врчикова ТехредМ.Петко Корректор илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная акаэ 3205/48 Тираж 751 ЦНИИПИ Государс по делам иэоб 113035, .Москва, ЖНодписноенного комитета СССРетений и открытий5, Раушская наб., д.