Развертывающий автоколебательный операционный усилитель

еСоюз СоветсникСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИ:КОМУ Св ИТИЗЬСТВУ о 862149(23) ПриоритетОпубликовано 070981. бюллетень ЙЯ ЗЗДата опубликования описания 070981 6 06 С 7/12 Государственный комитет СССР оо делам нзобретений н открытнй(72) Автор изобретения Л. И. Цытович ЬД рЧелябинский политехнический институт(54) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Изобретение относится к усилитель- ным устройствам, в частности к уси" лителям с широтно-импульсным преобразованием сигнала, и может быть исполь- з зовано в аналоговых вычислительных машинах.Известен развертывающий автоколебательный усилитель, содержащий сумматор, интегратор, релейный элемент и масштабные резисторы 1 1.Это устройство характеризуется низкой надежностью работы.Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к изобретению является развертывающийся автоколебательный операционный усилитель, содержащий сумматор, интегратор, релейные элементы, делители частоты, демодуляторы и ключевые элементы 21,Этот усилитель обладает низкой надежностью, т.к, при неисправности отдельных звеньев выходной сигнал принимает либо максимальное, либо нулевое значение.Целью изобретения является повы шение надежности работы.С этой целью в развертывающий автоколебательный операционный усилитель,содержащий соединенные последовательно сумматор, интегратор,первый релейный элемент, первыйделитель частоты, первый демодулятор и в.орой релейный элемент, первый вход сумматора подключен к входу усилителя, соединенные последовательно третий релейный элемент, второй делитель частоты, второй демодулятор и четвертый релейный элемент,выход первого релейного элементаприсоединен к входу третьего релейного элемента, переключатель и ключевой элемент, выход переключателяподключен к второму входу сумматора, выход первого релейного элементасоединен с первым входом переключателя, второй вход которого подключен квходу ключевого элемента, выход которого является выходом усилителя, выход первого демодулятора присоединенк входу питания третьего релейногоэлемента, выход второго релейногоэлемента подключен к управляктдим входам переключателя и ключевого элемента, введен дополнительный переключатель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и третьего релейных элементов, Выход дополнительного переключателя подключен к входу ключевого35 элемента, Выход четвертого релейногоэлемента присоединен к управляющемувходу дополнительного переключателя.Функциональная схема предложенного усилителя изображена на чертеже,Он содержит интегратор 1, первыйрелейный элемент 2, первый делительчастоты 3, первый демодулятор 4, второй и третий релейные элементы 5 и б,второй делитель частоты 7, второй демодулятор 8, четвертый релейный элемент 9, сумматор 10, переключатель 1011, дополнительный переключатель 12и ключевой элемент 13,Развертывающий автоколебательныйоперационный усилитель работает следующим образом, 15Первый релейный элемент 2 имеетсимметричные относительно нулевогоуровня пороги переключения, а еговыходной сигнал представляет собойдвухполярные импульсы с равной амплитудой, скважность которых определяется уровнем сигнала на входе 14,При нулевом значении сигнала навходе 14 выходной сигнал релейногоэлемента 2, например положительнойполярности через переключатель 11подается на вход интегратора 1, Вэтом. случае выходной сигнал интегратора 1 изменяется в "отрицательном" направлении до тех пор, пока недостигнет порога переключения релейного элемента 2, После срабатывания релейного элемента 2 значение.его выходного сигнала меняется напротивоположное и начинается перезаряд интегратора 1 до моментаочередного переключения релейногоэлемента 2, Далее процесс периодически повторяется,Длительности положительных и отрицательных импульсов выходного сигнала релейного элемента 2 равны, поэтому среднее за период автоколебанийзначение выходно".о сигнала соответствует нулю,При некотором значении сигнала навходе 14 в интервале времени совпадения знаков сигналов на входе сумматора 10 и выходе релейного элемента 2 скорость изменения развертки(скорость изменения выходного сигнала интегратора 1) определяетсясуммой токов входного и обратнойсвязи, а в интервале времени несовпадения, знаков укаэанных сигналовскорость развертки зависит от разности токов входного и обратной связи, , 55Постоянная составляющая выходногосигнала релейного элемента 2 в этомслучае пропорциональна сигналу навходе 14. Третий релейный элемент бимеет одинаковые характеристики спервым релейным элементом 2,поэтомуих выходные сигналы одинаковы,Первый. делитель частоты 3 преобразует выходной сигнал релейного элемента 2 в сигнал с нулевым средним значением за период, который вдвоепревышает период автоколебаний (период выходного сигнала релейногоэлемента 2),Первый демодулятор 4 выполняетсяс трансформаторным или конденсаторным входом, что препятствует прохождению постоянной составляющей первого делителя частоты 3 на вход второго релейного элемента 5 в случаесрыва автоколебаний.В работоспособном состоянии вдемодуляторе 4 выпрямляется и фильтруеТся сигнал делителя частоты 3 иподается для питания третьего релейного элемента б.Релейный элемент 5 управляет переключателем 11. Как только выходной сигнал демодулятора 4 достигает,требуемого уровня, переключается переключатель 11 и второй вход сумматора 10 оказывается подключенным квыходу дополнительного переключателя 12. Одновременно замыкается ключевой элемент 13. Переключатель 11 коммутирует цепь обратной связи, чтопозволяет повысить точность работыза счет уменьшения погрешности, связанной с нестабильностью характеристик третьего релейного элемента б ипереключателя 12,второй делитель частоты 7, второйдемодулятор 8 и четвертый- релейныйэлемент 9 имеют характеристики, одинаковые с характеристиками соответственно первого делителя частоты 3,первОго демодулятора 4 и второго релейного элемента 5, и предназначеныдля управления переключателем 12,При наличии сигнала на выходе релейного элемента б на выходе второгодемодулятора 8 формируется сигнал,спомощью которого от релейного элемента 9 переключается переключатель 12.В случае работоспособности всехблоков функцию выходного каскаданесет третий релейный элемент 6,При неисправности релейного элемента б переключается переключатель12 таким образом, что функцию выходного каскада в этом случае несетрелейный элемент 2. Таким образом,при наличии неисправности предложенный усилитель продолжает функционировать, т.е. имеет повышенную надежность,При неисправности, во время которой происходит срыв автоколебаний",размыкается ключевой элемент 13 ипостоянное напряжение не проходитна выход 15.Усилитель обладает повышеннойнадежностью при работе в системахпромышленной автоматики,формула изобретения Развертывающий автоколебательныйоперационный усилитель, содержащий862149 аз 6614/44 Тираж 745 Подписно НИИП иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Врое соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый релейный элемент, первый делитель частоты первый демодулятор и второй релейный элемент, первый вход сумматора подключен к входу усилителя, соединенные последовательно третий релейный элемент, второй делитель частоты, второй демодулятор и четвертый релейный элемент, выход первого ре,лейного элемента присоединен ко входу третьего релейного элемента, переключатель и ключевой элемент, выход переключателя подключен к второму входу сумматора, выход первого релей. ного элемента соединен с первым входом переключателя, второй вход которого подключен к входу ключевого элемента, выход которого является выходом усилителя, выход первого демодулятора присоединен к входу питания третьего релейного элемента, выхоц 20/ второго релейного элемента подключенк управляющим входам переключателя иключевого элемента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыаения.надежности работы, в него введендополнительный переключатель, первыйи второй входы которого соединены соответственно с выходами первого итретьего релейных элементов, выходдополнительного переключателя подклю"чен к входу ключевого элемента, выход четвертого релейного элвмейтаприсоединен к управляющему входу дополнительного переключателя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 531165, кл, 6 06 6 7/12, 1974,2. Авторское свидетельство СССРпо эаявке В 2769745/18-24,кл. 6 06 6 7/12, 1979 (прототип),