Устройство для выделения минимального сигнала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ип 962984(22) Заявлено 130181 (21) 3234966/18-24с присоединением заявки Мо( М Кл 3 С 06 С 7/02 Государственный комитет СССР по делам изобретении и открытий(54)УСТРООЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МИНИМАЛЬНОГОСИГНАЛА Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в области информационно-измерительной техники.. Известно устройство для выделения5 экстремального сигнала содержащее т 1 операционных усилителЕй; .на входы которых поступают положительные контролируемые .сигналы, и источник отрицательного опорного напряжения, вы. - ходы операционных усилителей, последовательно соединенных со сравнивающими диодами и вместе с последними охваченных отрицательными. обратнымисвязями, черед диоды подключены на один вход (п + 1) суммирующего усилителя, второй вход,которого подключен к источнику опорноГо напряжения отрицательной полярности 1.Наиболее близким к Предлагаемому по технической сущности является устройство выделения минимального сигна,ла, содержащее и операционных усилителей, и детекторов нулевого уровня,. п аналоговых ключей, сумматор., адил 25 источник опорного напряжения отрицательной полярности и один источник опорного напряжения положительной полярности, причем входы детекторов нуля являются входами устройства вы-: 30 деления минимального сигнала, а выходы, подключены к входам управления аналоговых ключей, информационные входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения положительной полярности, а выходы подключены к третьим входам операционных усилителей, выход источника опорного напряжения отрицательной полярности подключен к первым входам операционных усилителей. Это устройство для .выделения минимального сигнала инвариантно к нулевому входному сигналу 2).Недостатком известного устройства является наличие в нем двух источников опорного напряжения разной полярности, что усложняет его, удорожает изготовление и снижает надежность работы, так как отклонение от заданных параметров или выход иэ строя любого иэ источников опорного напряжения приводит к сбою в работе устройства в целом.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности работы.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для выделения минимального сигнала, содержащемисточник опорного напряжения отрицательной полярности, и операционныхусилителей, первую и вторую группыиз и масштабных резисторов, и резисторов обратной связи, и сравнивающих диодов, и детекторов нуля, и 5ключей и сумматор, инвертирующиевходы операционных усилителей подключены к первым выводам соответствующих масштабных резисторов первойгруппы, вторые выводы которыхявляются соответствующими входами устройства и подключены к входам соответствующих детекторов нуля, выходы которых поцключены к управляющим входам соответствующих ключей, выходы 15каждого из ключей подключены к пернаму выводу соответствующего масштабного резистора второй группы,вторые выводы масштабных резистороввторой группы подключены к инвертирующим входам соответствующих операционных усилителей и через соответствующие резисторы обратной связи - к катодам соответствующих сравнивающихдиодов, аноды которых подключены квыходам соответствующих операционныхусилителей, катоды всех сравнивающихдиодов объединены и подключены к первому входу сумматора, выход которогоявляется выходом устройства, неинвертирующие входы всех операционных уси-олителей подключены к шине нулевогопотенциала, управляющие входы всехключей объединены, выход источникаопарнога напряжения отрицательнойполярности подключен к второму вхаду сумматора и к управляющим входамвсех ключей.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содЕржит операционные 40усилители 1, -1 л, последовательно соединенные со сравнивающими диодами2 л -2, катоды которых через резисторй 3 -3 и обратной связи подключены кодним выводам масштабных резисторовпервой группы 4 л -4 и второй группы5 л -би,На входы детекторов 61 -бй нулевого уровня поступают входные сигналы Осл -0 и, а выходы подключены к уп 50 равляющим входам аналоговых ключей 7 л -7 и, подключающих опорное напряже,ние отрицательной полярности к масштабным резисторам второй группы.Катоды сравнивающих диодов-2 объединены и подключены к первому входу сумматора 8, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения отрипательнай полярности. Выход сумматора 8 является 60 входом устройства (0,),Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии да прихода контролируемых сигналов аналоговые 65 клочи 7 -71 находятся в закрытом сосИтаянии. Положительные входные сигналы, отличные от нуля и приходящиена входы устройства, через соответствующие масштабные резисторы поступают на входы операционных усилителейи одновременно при помощи детекторовбл-б нулевого уровня открывают соответствующие аналоговые ключи 7 л -7,подключая. источник опорного напряжения отрицательной полярности к входамоперационных усилителей. Величинуопорного напряжения отрицательной полярности выбирают такой, чтобы оназаведомо превышала максимально возможное значение контролируемых сигналов. Тогда, поскольку на операционных, усилителях 1 -1 п приходящие на ихвходные цепи сигналы алгебраическисуммируются с единичными коэффициентами передачи и инвертируется знак получеп ной суммы, максималь нае положительное выходное напряжение будет на томоперационном усилителе, на вход которогоприходит минимальный положительныйсигнал, Это положительное напряжениезапирает сравнивающие диоды остальных операционных усилителей и посту-.пает на первый вход Чумматара 8,где алгебраически складывается с.поступающим на его второй вход опор 1ным напряжением отрицательной полярности, и сумма изменяет знак напротивоположный. Следовательно, навыходе сумматора, имеющего единичныекоэффициенты передачи по обоим вхо.дам, формируется истинное значениеминимального контролируемого сигнала.Если на какой-либо из и входов.0сустройства приходит нулевой сигнал,то подключенный к этому входу детектор б нулевого уровня закрывает соответствующий ключ 7 и опорное на 1пряжение отрицательной полярности непоступает на вход 1-го операционного усилителя 3 с нулевым сигналомна входе, Тогда на выходе этого операционного усилителя будет напряжение, близкое па величине к нулевомуи не влияющее на работу остальныхоперационных усилителей и на формирование на выходе сумматора минимального контролируемого сигнала. Такимобразом, сохраняется инвариантностьк нулевому входному сигналу и вводить для этой цели источник опорногонапряжения положительной полярностине требуется,Устройство может быть примененодля выделения минимального сигнала ипри отрицательных входных сигналах,Для этого достаточно изменить на обратные полярность включения сравнивающих диодов и полярность опорногонапряжения,Предлагаемое аналоговое устройство для выделения минимального сигна962984 ла, инвариантное к нулевому входному сигналу, может быть использовано в многоканальной информационно-измерительной системе обработки аналоговых сигналов.5Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше. Формула изобретения Устройство для выделения минимального сигнала, содержащее источник опорного напряжения отрицательной 5 полярности, И операционных усилителей, первую и вторую группы из И масштабных резисторов, и резисторов обратной связи, и сравнивающих диодов, и детекторов нуля, и ключей и сумматор, 20 инвертирующие входы операционных усилителей подключены к первым выво-, дам соответствующих масштабных резисторов первой группы, вторые выводы которых являются соответствующими входами устройства и подключены к входам соответствующих детекторов нуля, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих ключей, выходы каждого из ключей подключены к перво- о му выводу соответствующего масштабного резистора второй группы, вторые ВНИИПИ Заказ 751 б/71Тираж 731 Подписное илиал ППП "Патент", Ужгород, ул. Проектная,4 выводы масштабных резисторов второйгруппы подключены к инвертирующимвходам соответствующих операционныхусилителей и через соответствующиерезисторы обратной связи подключенык катодам соответствующих сравнивающих диодов, аноды которых подключены,к выходам соответствующих операционных усилителей, катоды всех сравнивающих диодов объединены и подключены к первому входу сумматора, выходкоторого является выходом устройства, неинвертирующие входы всех операционных усилителей подключены к шине нулевого потенциала, управляющиевходы всех ключей объединены, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения устройства и повышения надежности работы, выход источника опорного напряжения отрицательной полярности подключен к второмувходу сумматора и к управляющим входам всех ключей,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ялышев А.М, и др. Функциональ"ные устройства ЬКЭСР. "Приборы исистемы управления", 1978, Р 5, с.15.2. Авторское свидетельство СССРР 781828, кл, 6 Об С 7/02, 1979