Ограничитель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 826365(51)фф. Кл,(22) Заявлено 27.09.79 (21) 2821022/18-24 6068 7/25 с присоединением заявки И -Муалрстааеы 3 юаитет СССР ае алан лзебратеннй и вткрнтлй(54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и радиотехнике . и может быть использовано в различных устройствах радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники.Известны ограничители, содержщциеоперационные усилители с ограничивающими элементами в цепи обратной связи И и Г 21.Недостатком этих ограничителей жтв лжтся невысокая точность.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является ограннчнтэтьй содержащий операционный усилитель, вход которого соединен с одним ив выводов первого масштабного резистора и через второй масштабный резистор со входом устройства, источник опорного напряжения и ключ ГЭ.Уровень ограничения напряжения тако го ограничителя определяется алгебраической суммой напряжения, вырабатываемого , источником опорного напряжения, и цапания напряжения на открытом ключеи 2Поэтому огранинитель не может обес печить ограничение сигнала точно нв уров не, задаваемом источником опорного напряжения, из-за конечного значения второго слагаемого. Точность иксации уровня ограничена также временной н температурной нестабильностью сопротивления ключа в проводящем состоянии, что приводит к изменению составляющей уровня ограниченияй обусловленной падением напряжения на ключе.В ограничителе предъявляются высокие требования к величине и стабильности внутреннего сопротивления источника опор- кого напряжения, включенного посладовательно с ключом.Кроме того, такой ограничитель имеет небольшую иагрузочную способность, поскольку между его выходом и вьосодом операционного усилителя включен резистор, повышающий выходное сопротивление ограничителя.Бель изобретения - повышение точноо ти уровня ограничения.В 2 ВЗЬЬ ху на уровне Вык "о("+о) у (г) 3Поставленная цель достигается тем,что ограничитель, содержащий инвертирующий усилитель, вход которого через первый масштабный резистор соединен с еговыходом и через второй масштабный реэис" 5тор со входом ограничителя, источник опор- .ного напряжения и циоцный ключ, введендифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходоминвертирующего усилителя, инвертирующий 10вход с источником опорного напряжения,а выход через диоцный ключ подключенко входу .инвертирующего усилителя.На чертеже представлена схема ограни-фчите ля. 15Ограничитель содержит инвертирующийусилитель 1, например дифференциальныйоперационный усилитель с масштабнымирезисторами 2 и 3, дифференциальныйусилитель 4, источник 5 опорного напря 20жения, ключ 6, например полупроводниковвый циоц.Вход усилителя 1 через резистор 2соединен с вхоцом 7, а его выход - свыходом 8 ограничителя. 25Уровень ограничения ограничителя устанавливается регулировкой напряженияисточника Б,Ограничитель работает слацующимобразом.30Когда вследствие увеличения входногосигнала, напряжение на инвертирующемвходе усилителя 4 превысит напряжениена неинвен тирующем (напряженые источника5 превысит выходное напряжение усили- З 5теля 3.1 у, на его выходе появляется отридааев ное напряжение, запирающее диод6. При этом разрывается петля отрица;"тельной обратной связи, охватывающаяусилитедв 4, который, обладая большим 40коэффщиентом усиления, входит в насыщение.Передаточная функция ограничителя вэтом случае 9 =- - 0 (+Э),2Вьц РЬх В - сопротивление резистора 2; й - сопротивление резистораЗ;Из формулы (Ц видно, что ограничитель в рассматриваемом случае работает как усилитель с: Коэффициентом усиления ,ЯПри уменьшении входного сигнала, как только напряжение на инвертирующем входе усилителя 4 станет меньше напряжения на неинвертирующем, на его выходе появляется положительный сигнал, открывающий циод 6, который замыкает цепь отрицательной обратной связи; На инвертирующем входе усилителя 4, а следовательно, на выходе ограничителя с точностью до погрешности от статизма замкнутой цепи поддерживается напряжение источника 5, приложенное к инвертирующему вхоцу т.е. выходной сигнал ограничивается свергдето- -- +)- погрешность ограничения выходного сигкЬ) вналай - нсеДидиене усилении1усилителя 4;прямое сопротивлениедиода 6,Ц. - напряжение источника 5. В этом случае ограничитель ограничивает выходной сигнал на уровне Оо с погрешностью 0 .Ир формулы (2) видим, что погрешность ; уменьшается с увелияением коэффищиента К дифференциального усилитегля 4. Отсюда следует, что погрешность фиксации уровня ограничения, обусловленная конечным значением прямого сопротивленияцКода, можем быть сведена к требуемой, наперед заданной млой величине за счет выбора достаточно большаго коэффициента усиления Крифференциаль ного усилителя.- выходное напряжение усилителя 4 в режиме насыщения,- обратное сопротивлениециода 6 Изменяя величину и подярность напряжения источника 5, а также меняя полярность включения диода 6 можно производить ограничение двухполярного сигнала снизу и сверху во всем диапазоне его изменения.Предлагаемый ограничитель легко реализуется на современной элементной базе в том числе и в интегральном исполнении, не требует подбора элементов по , параметрам и специальных настроек.( чен кт Заказ 2574/84 Тираж 745 ПВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. Ужгород, ул. Проектная 4 лнал П атен 5 826366 6ф о р м у л а и з о б р е т е н и Ф ключ подключен ко входу инвентнрующегоусилителя.Ограничитель, содержащий инвертирующий усилитель, вход которого через первыйИсточники ин 6 ормапии,масштабный резистор соединен с его % нимание при экспертизепринятые во внимание и и экспе тизевыходом и через второй масштабнйй реэис ф Проектирование и применение опетор со входом ограничителя, источник опор- Радионных усилителей. Под ред. Дж. Грэма,ного напряжения и диодньа ключ, о т - М Мир, 1974, с. 266, фг, 7,8 а,б,л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью2. Шаталов й. С, Гринберг Л, С,повышения точности уровня ограничения, . О и Шаталов Юе А. функциональйые формиров него введен дифференциальный усилитель, . ватели электрических сигналов. Мненнвертнрукщнй вход которого соединен Жергия, 1974, с. 318, рис, 8.с выходом инвертирующего усилителя, ин. Авторское свидетельство СССРвертирующий вход - с источником опорно- . Ж 620988., кл. 6 06,6 7/25, 1978го напряжения, а выход через днодный д (прототип).