Релейно-импульсное устройство

(51) 6 05 В 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ нк одственн и выпуск ых машин т(54) (57). РЕЛСТВО, содерж литель, инве ,го подключен денсатора и к выходу опе НО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙ- ее операционный усцирующий вход которо- первому выводу кон"з первый резистор,- Онного усилител 7 ф -,;ере аци ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-произв ое объе нение по созданию у средс автоматизации горн "Автом гормаш"(56) 1, Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. Л., "Энергия", 1975, с. 104, рис. 47.2. Гутников В.С, Применение операционных усилителей в измерительной техникеЛ., "Энергия", 1975, с. 98, рис. 43-а (прототип) неинвертирующий вход соединен через второй резистор с выходом операционного усилителя и через третий резистор - с источником входного напряжения, и двухполярный источник питания, крайние выходы которого подключены к соответствующим выводам питания операционного усилителя, а общая точка - к общему выводу устройства, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности режимов работы устройства и расширения функциональных возможностей, введены первый и второй диоды и последовательно соединенные четвертый и пятый ре-. зисторы, включенные между общим вы водом устройства и соответствующим выводом двухполярного источника питания, а общая точка соединения четвертого и пятого резисторов связана с вторым выводом конденсатора, катоды первого и второго диодов подключены к общему выводу устрой- рий ства, а аноды - к соответствующим входам операционного усилителя,Изобретение относится к электронньпЧ устройствам автоматики и можетбыть использовано в системах автоматического управления объектами,Известны импульсные устройства,обеспечивающие получение выходных 5импульсов при наличии определенногопотенциала на управляющем входе, содержащие. операционный усилитель,охваченный дифференциальной положительной обратной связью и реэистивной отрицательной обратной связью,причем последовательно с резисторомв цепи отрицательной обратной связивключен диод 1).Недостатком таких устройств является отсутствие линейной эоныхарактеристики управления.Наиболее близким к предлагаемомупо своей сущности является генератор прямоугольных импульсов, содержащий операционный усилитель, инвер"тирующий вход которого подключен квыводу конденсатора и через последовательно соединенные резистор и ограничитель на диодах к выходу опе"рационного усилителя, неинвертирующий вход - через резистор положительной обратной связи - к .выходу операционного усилителя и через резистор - к общей точке схемы, к которой.также подключен другой выводконденсатора, и двухполярный; источник напряжения 2 1.Однако данное устройство характеризуется ограниченным диапазономлинейной эоны характеристики управ З 5ления и невысокой стабильностьюрежимов. работы генератора.Цель изобретения - повышение стабильности режимов работы устройстваи расширение Функциональных возможностей.Поставленная цель достигаетсятем, что в релейно-импульсное устройство, содержащее операционныйусилитель, инвертирующий вход кото" 45рого подключен к первому выводу конденсатора и через первый резисторк выходу операционного усилителя,неинвертирующий вход соединен черезвторой резистор с выходом операционного усилителА и через третийрезистор - с источником входного напряжения, и двухполярный источникпитания, крайние выводы которогоподключены к соответствующим выводам питания операционного усилителя,а общая точка - к общему выводу устройства, введены первый и второйдиоды и последовательно соединенные четвертый и пятый резисторы,включенные между общим выводом уст 60ройства и соответствующим выводомдвухполярного источника питания,а общая точка соединения четвертого и пятого резисторов связана.свторым выводом конденсатора, катоды 65 первого и второго диодов подключены к общему выводу устройства, а аноды - к соответствующим входам операционного усилителя,.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на Фиг.2 - статические характеристики управления, Оеых Г(Овх), на фиг, 3,- временнйе диаграммы устройства, где Овди Ое(С) соответственно текущее значение выходного напряжения операционного усилителя и источника входного напряжения.Релейно-импульсноеустройство содержит операционный усилитель 1, конденсатор 2, первый 3, второй 4, третий 5 резисторы, источник б входного напряжения, двухполярный источ" ,ник 7 питания, первый 8 и второй 9диоды, последовательно соединенные четвертый 10 и пятый 11 резисторыи шунтирующий диод 12.Устройство работает следующим образом.Полярность входного сигнала положительна (О бк ) О) . ПРи этом на выходе операционного усилителя потенциал положителен относительно общего вывода устройства, так как положительный потенциал неинвертирующего входа больше потенцйала инвертирующего входа, и входной сигнал Оизменяется в сторону уменьшенйя,При О е = 0 точки подключения источника входного сигнала эквипотенциальны, но на выходе операционного усилителяпотенциал положителен, так как диоды 8 и 9 смещеныв прямом направлении - первый поцепи: выход операционного усилителя1, резистор 4 положительной обратной связи, диод 8, общий вывод уст-ройства,а второй цо цепи: выходоперационного усилителя 1, резистор 3, диод 9, общий вывод устройства.Так как диоды по типу выбраны различные (8 кремниевый, 9 германиевый ), то ввиду большего падения напряжения на смещенном диоде 8, чем на диоде 9, положительный потенциал неинвертирующего входа операционного усилителя больше потенциала инвертирующего входа. В случае применения диодов одного типа вместо,диода 8 ставится два диода, включенных последовательно. Конденсатор 2 при этом заряжен до величины падения напряжения на резисторе 10 плюс падение напряжения на смещенном диоде 9.При дальнейшем, понижении входного сигнала (Ое ( О), когда потенциал неинвертирующего. входа, задаваемый в этом случае соотношением сопротивлений резисторов 4 и 5, становится ниже потенциала инвертирую1041985 щего входа (при этом диод 8 заперт), определяемого относительно общего, вывода устройства падением напряже-,.; ния на смещенном диоде 9, операционный усилитель 1 переключается и за- ряженный конденсатор 2 разряжается по цепи: первый резистор 3, выход операционного усилителя 1, пятый резистор 11. Разряд конденсатора происходит до момента, когда отри- цательный потенциал инвертирующего входа становится больше отрицател ного потенциала неинвертирующего входа, При этом операционный усили- тель опять переключается и конден-.: . сатор начинает заряжаться, т.е. уст.-; 15 ройство работает в режиме генератора прямоугольных импульсов, параметры которых можно задать величиной ем-: , кости конденсатора 2 и-сопротивле нием первого резистора 3.При дальнейшем изменении входнр го сигнала Оз в сторону уменьше-ния, когда потенциал неинвертирую-, щего, входа при закрытом операцион-; ном усилителе становится Равным пО- тенциалу в точке соединения четвер, того и пятого резисторов, режим ге-.,", нерации прямоугольных импульсов пре- кращается, так как в этом случае конденсатор 2 не эаряжается, При этом на выходе операционного усили-.,теля потенциал становится отрицательным относительно общего вывода, устройства.Конденсатор 2 зашунтирован диодой 12, чтобы исключить перезаряд его З обратной полярностью.Таким образом, порога перехода устройства из режима, когда потен-, циал.на выходе операционного усидиОвых- - КОнВХ 2 1 - К 2 Овь рае-: где С =СЯ - постоянные времениРазряда и заряда;ОВых - модуль выходногонапряжения операционного усидителя.Предлагаемые режимы работы устройства иллюстрируются временнымидиаграммами: временные диаграммыОв,(с), О (с) устройства при,Озъ О зх 1 (Фиг. За); временные дисаграммы Ось,(с), Ос(с)устройства.при 08 Оях, (фиг. ЗБ),где Ос(с) - текущее значение напряжения на конденсаторе;О падение напряжения надиоде 9 в смещенном ре- жиме;О - падение напряжения начетвертом резистореПрименение изобретения позволяетповысить стабильность режимов работы устройства, улучшить его технические характеристики, например точ"ность,45 О еых дй К ь О теля положительный, в режим геции прямоугольных импульсов опляется соотношением второго итьего резисторов 4 и 5 1 1 " К+ й1величина выходного иапряжения насыщенногооперационного усилите-ля, когде потенциал на - выходе операционного ".усилителя положительный.55- потенциал на неинверти-:.рующем входе,при наси-.",щенном операционном уЮи- лителе, когда потенццы. -на выходе операционного 6 Оусилителя положительйЫИв данном случае эта ве-,личина равна падению напряжения на смещенномдиоде 9. Порог перехода устройства в режим, когда потенциал на выходе операционного усилителя отрицатеЛьный, определяется величиной потенциала в точке соединения четвертого и пятого резисторов, а также соотношением второго и третьего резисторов 4 и 5 О ь, - величина выходного напряжения насыщенного операционного усилителя, когда потенциал на выходеоперационноо усилителяотрциательный;0 " потенциал на неинверти,рующем входе при насыщенном операционном усилителе, когда потенциална выходе операционногоусилителя отрицательный,в данном случае эта величина равна потенциалув точке соединения четвертого и пятого резисторов,длительности импульса Си и паузыустройства в режиме генерации прямоугольных импульсов в зависимости от величины входного сигнала определяются выражениями:1041985 Составитель С. СоколоТехред Ж. Кастеле вич: ректор В. Г Митвйк одпис Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7126/47 ВНИИ по 1130Тираж 874Государственногоелам изобретенийМосква, Ж, Р комитета СССР открытийушская наб., д. 4/