Дискриминатор знака разности напряжений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советския Социалистическик Республик(51)М, К,з с присоединением заявки Н 9 6 06 6 7/14 6 05 0 1/01 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Е. К. Булахов и Н. ИСенаторов 1) Заявите 54) ДИСКРИМИНАТОР ЗНАКА РАЗНОСТИ НАПРЯЖЕН 10 Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике, а именно к дискриминатораМ знака, предназначенным для выделения отрицательного и положительного значения сигнала или суммы сигналов.Известны дискриминаторы знака, выполненные на диодах и усилителях . 11 . Эти дискриминаторы обладают значительными погрешностями в передаче сигналов из-за падения напряжения на диодах.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дискриминатор знака, выполненный на операционйом усилителе, в цепь обратной связи которого включены диоды 1,2В этом дискриминаторе частично компенсируется погрешность, но при суммировании сигналов по обоим входам операционного усилителя (ОУ) ,:вследствие того, что потенциал сум:мирующий точки (инвертирующего входа ОУ) становится отличным от нуля, на . выходах дискриминатора появляются сигналы ошибок. Сигнал ошибки на выходе дискриминатора, связанном с закрытым диодом, обусловлен тем, что напряжение суммирующей точки через сопротивление обратной связи ОУ под водится к нагрузке. Сигнал ошибкина другом выходе дискриминатора, связанном с открытым диодом, обусловленизменением коэффициента передачи по,повторяющему входу, так как последний определяется величиной проводимости инвертирующего входа ОУ относительно нулевого провода, в состав которой начинает входить сопротивление нагрузки, подключенной к выходам дискриминатора,Целью изобретения является повышение точности.Для этого в дискриминатор знакаразности напряжений, содержащий операционный дифференциальный усилительк инвертирующему входу которого подключен первый источник входного сигнала, между суммирующим входом и выходом операционного дифференциального усилителя включены две цепочкииэ последовательно соединенных резистора и диода, общий вывод резистора и диода каждой цепочки является выходом дискриминатора знака, ивторой источник входного сигнала,введены диодные мостовые ограничиТели тока, одна диагональ каждого изкоторых включена между соответст,вующим выходом дискриминатора и шиной765816 40 50 24+ 2 нулевого потенциала, а второй источник входного сигнала подключен к неиннертирующему входу операционного дифференциального усилителя.На чертеже представлена схема дискриминатора знака разности напряжений.5Дискриминатор содержит операционный дифференциальный усилитель 1, диоды 2 н цепи обратной связи операционного дифференциального усилителя 1, решающие элементы 3 на входе дис криминатора, резисторы 4 в цепи обратной связи операционного дифференциального усилителя 1, диодные мостовые ограничители тока 5, резисторы б в цепи смещения диодных мостовых 15 ограничителей тока, источники входных сигналов 7 и 8, подключенные соответственно к иннертирующему и неин-вертирующему входам операционного дифференциального усилителя 1.Сигнал,соответствующий положительному значению суммы входных сигналов, выделяется на выходе 9,сигнал, соответствующий отри- цательному значению, - на выходе 10 дискриминатора.Возможны днг режима работы дискриминатора, когда оба диода 2 закрыты - режим, соответствующий нулевой разности входных сигналов при условии, что коэффициенты суммирования по обоим входам дискриминатора 30 одинаковы, и когда один из диодов 2 заперт,а другой открыт.Если ток смещения диодных мостовых ограничителей тока 5 удовлетворяет соотношению 35 где О- напряжение суммирующейточки 11 относительно ши-ны нулевого потенциала",2 - сопротивление образнойсвязи ОУ, равное в общемслучае -мин (2 ч, 25)то в первом режиме работы дискриминатора токи, подтекающие (оттекающие) к выходным зажимам 9 д 10 дискриминатора от суммирующей точки 11 по резисторам 4, замыкаются на шину нулевого потенциала по цепям переменного тока мостовых ограничителей 5,сопротивление которых н первом приближении можно считать равным нулю т,е равны нулю потенциалы выходов 9 и 10 дискриминатора.ИЭ условия равенства коэффициентов суммиронания по обоим входам вытекают соотношения для решающих элементов 3 и 4 откуда, очевидно, что если входныенапряжения равны, то дифференциаль ная составляющая входного напряжения ОУ равна нулю и, как следствие, равно нулю выходное напряжение ОУ, которое принималось за исходное н рассматриваемом режиме. Реально на выходах дискриминатора, конечно, будут присутствовать небольшие по величине напряжения, связанные с конечным дифференциальным сопротивлением диодных мостов и нетождест;венностью характеристик диодов. Однако эти погрешности, например для диодных мостов н интегральном исполнении сравнимы с собственной погрешностью операционного усилитеяя от напряжения смещения нуля.При неравенстве входных сигналов когда открывается один из диодов 2, потенциал выхода дискриминатора, связанного с закрытым диодом 2,по-прежнему остается нулевым, а потенциал выхода, связанного с открытыми диодом, начинает определяться операционным усилителем 1. Диодный мостовой ограничитель тока 5, подключенный к выходу операционного усилителя 1 через открывшийся диод 2, работает следующим образом. Как только ток короткого замыкания ОУ на шину нуленого потенциала достигнет значения, равного току смещения мостат.е. вели-чины -ОЯсм(0- напряжение питания операционного усилителя, а Кс 1 -величи на сопротивлений резисторов б), шина нулевого потенциала отключается от выхода ОУ, вследстние запирания диодов ограничителя 5, а к ОУ подключается один из резисторон б цепи смещения через источник питания. Ток отбираемый в цепь смещения определяется формулой й, как видно, из выражения, не превышает двойной величины тока смещения моста. Соответствующим выбором сопротивлений регистров 4 эта величина может быть сделана достаточно малой по сраннению с допустимым током нагрузки усилителя 1.Таким образом, диодный мостоной ограничитель 5, смещенный током впрямом направлении, представляет собой просто нелинейную нагрузку для ОУ и совершенно не оказывает влияния на процессы в решающих цепях дискриминатора при открытом диоде 2, а при закрытом выполняет функцию источника нуленого потенциала.Предлагаемая схема дискриминатора обеспечивает полную развязку входных цепей от выходных, ликвидирует прохождение входных сигналов на выход минуя операционный усилитель, обеспечиваей независимость коэффициента суммирования по повторяющему входу нагрузки, предотвращает про765816 Формула изобретения Составитель С. Белан Ре акто Е. Гонча Тех ед,С.Миг нова Ко ектор Мчик Тираж 75 П НИИПИ Государственногопо делам изобретений 13035 Москва ЖРа дписноеомитета СССРи открытийская наб, д. Заказ 6510 4 Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проект хождение сигналов в обратном направ-лении, допуская работу на источникиЭДС за сопротивлением,Дискриминатор знака разности на пряжений, содержащий операционный дифференциальный, усилитель, к инвертирующему входу которого подключен первый источник входного сигнала, между суммирующим входом и выходом операционного дифференциального усилителя включены две цепочки из последовательно соединенных резистора и диода, общий вывод резистора и диода каждой цепочки является выходом , дискриминатора знака и второй источник входного сигнала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введеныдиодные мостовые ограничители тоха,одна диагональ каждого из которыхвключена между соответствующим выхо 5 дом дискриминатора и шиной нулевого потенциала а второй источниквходного сигнала подключен к неинвертирующему входу операционного дифференциального усилителя.10Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе1. Марше Ж, Операционные усилители и их применение. Л., Энергия, 1974.2. Проектирование и применение15 операционных усилителей.Под ред.Дж. Грзма и др. М., Мир, 1974,с. 269 (прототип).