Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала

(23)Приоритет 3 веударетеанай квинтет СССР ав делам вэоеретеккй и открытейДата опубликования описания 30 . 08 . 82 В. С. Годлевский, Ю. В, Васильев и А. С. Оир1)Институт электродинамики АН Украинско ССРс;,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛА 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения быстродействующих функциональных преобразователей: детекторов абсолютных значений сигналов; прецизионного устройства выбора наибольшего сигнала; прецизионного порогового устройства.Известны устройства, построенные по схеме с "идеальным диодом", содер-,о жащие операционные усилители и присоединенные к ним масштабные резисторы и разделительные диоды, предназначенным для прецизионного выделения модуля знакопеременного сигнала. В таких 1 устройствах разделительные диоды включены в цепь обратной связи операционного усилителя, что дает возможность исключить неидеальность этихдиодов при постоянных или медленно 20 изменяющихся входных сигналах 1 .Однако из-за включения разделительных диодов в цель сбратной связи операционного усили 1 с.п существенно ухудшаются частотные характеристикиизвестных прецизионных в статике устройств выделения модуля знакопеременных сигналов. Это проявляется в искажениях выходных сигналов устройств,когда входные сигналы изменяют знак,поскольку в .это время обратные связиоперационного усилителя разорваныразделительными диодами, а интервалывремени такого состояния оказываютсясравнительно большими из-за инерционных свойств усилителя.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является быстродействующее прецизионное устройствовыделения модуля знакопеременногосигнала, содержащее блок выделенияоднополярной полуволны сигнала, инвертирующий вход операционного усилителя которого соединен с входной клеммой устройства масштабным резистороми выходной сумматор 21,Недостатком данного устройства является необходимость реализации вы(4) У =-О 2 вкпб,У 2 = -ОВх Формула изобретения 3 95510ходного сумматора на двух вспомога-тельных сумматорах-инверторах, цтоувеличивает сложность устройства иобуславливает появление дополнительной временной задержки, вносимой в 5сигнал первым вспомогательным сумматором-инвертором, которая приводитк искажениям выходного сигнала привысокочастотном сигнале.Цель изобретения - повышение динамицеской точности выделения модуляи упрощение устройства.Указанная цель достигается тем,что в устройство для выделения модуля энакопеременного сигнала, содержащее блок выделения однополярной полуволны сигнала, первый вход которого через первый масштабный резистор,а второй вход через последовательносоединенные разделительный диод и 10второй масштабный резистор подключенк входу устройства, соединенному спервым выводом третьего масштабногорезистора, четвертый масштабный резистор, первый вывод которого подключен 25к выходу блока выделения однополярной полуволны сигнала, и сумматор выполнен на дифференциальном операционном усилителе, выход которого черезпятый масштабный резистор подклюцен эок его инвертирующему входу, сединенному с вторыми выводами третьего ичетвертого масштабных резисторов,причем неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителясоединен с вторьм выходом блока выделения однополярной полуволны сигнала.На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит сумматор 1,выполненный на дифференциальном операционном усилителе, блок 2 выделенияоднополярной полуволны сигнала, разделительный диод 3,масштабные резисторы 410, диоды 11 и 12 блока выделенияоднополярной полуволны сигнала,Выход сумматора является выходомустройства.Устройство работает следующим образом.При подаче на вход устройствасигнала положительной полярности навыходе устройства, устанавливаетсянапряжение, величина которого оцреде 55ляется иэ следующего выражения: 1 ОВХ Оф)17 В 6 В 9где О- напряжение на входе устройства;О 1 - падение напряжения на дио"де 3;В 4 Р В 6 Вт Ро, Ва, Р 0- эначениЕ сопротивлений резисторов 4,5, б, 7, 8, 9 и 10.Очевидно, что при равенствах выражение для У приобретает следу-ющий вид:"вхПри подаче на вход устройства сиг нала отрицательной полярности на вы" ходе устройства устанавливается напряжение, величина которого определяется иэ следующего выражения: Очевидно, что при выполнении условия (1) выражение для У приобретаетследующий вид: Таким образом, устройство производит выделения модуля знакопеременного сигнала.Введение новых связей выгодно отличает предлагаемое быстродействующее прецизионное устройство выделения модуля знакопеременного сигнала от прототипа, так как возможность реализации сумматора на одном операционном усилителе вместо двух, как в прототипе, позволяет значительно упростить устройство выделения модуля знакопеременного сигнала и повысить динамическую и статистическую тоцность.й ВаУ, =Ов,1- --В 4 1 в Во Устройство для, выделения модуля знакопеременного сигнала, содержащее955101 каз 6439/ Тираж 731 Подписн НИИП ипиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,блок выделения однополярной полувол-ны сигнала, первый вход которого через первый масштабный резистор, авторой вход через последовательносоединенные разделительный диод ивторой масштабный резистор подключены к входу устройства, соединенномус первым выводом третьего масштабногорезистора, четвертый масштабный резистор, первый вывод которого подключен к выходу блока выделения однополярной полуволны сигнала, и сум-матор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения динамической точности выделения модуля иупрощения устройства, оно содержитпятый масштабный резистор, а сумматор выполнен на дифференциальном операционном усилителе, выход которогочерез пятый масштабный резистор подключен к его инвертирующему входу,соединенному с вторыми выводами третьего и четвертого масштабных резисторов, причем неинвертирующийвход дифференциального операционногоусилителя соединен с вторым выходомблока выделения однополярной полуволны сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Грам Д., Тоби Д.,Хъюлсмаи Л.Проектирование и применение операционных усилителей. М., "Мир", 1974.2. Авторское свидетельство СССРУ 748247, кл. О 06 6,7/12., 1978