Развертывающий операционный усилитель

(71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (53) 681.335(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР. Р 515117, кл. С 06 С 7/12, 1976.2. Авторское свидетельство СССР У 674040, кл. С 06 С 7/12, 1977 (прототип).(54)(57) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно первый сумматор, интегратор, второй сумматор, релейный элемент, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого является входом развертывающего операционного усилителя,третий сумматор, источник питаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙК АВТОРСКОМУ С, 80119033 А ния, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены первый и второй одновибраторы, первый и второй ключи, причем входы первого и второго одновибраторов соединены с выходом релейного элемента, один вывод источника пита- ния через первый ключ подключен ко второму входу второго сумматора, . второй вывод источника питания через второй ключ подключен к третьему входу второго сумматора, выход первого одновибратора соединен с первым входом третьего сумматора и с управляющим входом второго ключа, выход второго одновибратора подключен к второму входу третьего сумматора и к управляющему входу первого ключа, выход третьего сумматора соединен свходом сброса интегратора, выход релейного элемента является выходом развертывающегоо операционного усилителя,1 11190Изобретение относится к усилительным устройствам с импульсным преобразованием сигнала и может бытьиспользовано в аналоговых вычислительных машинах.5Йзвестен развертывающий операционный усилитель, содержащий интегратор, релейный элемент, сумматор,масштабные резисторы 1 3.Однако данное устройство характеризуется низкой надежностью.Наиболее близким.к предложенномуявляется развертывающий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно первый сумматор,основной интегратор, второй сумматор,релейный элемент, третий сумматор,дополнительный интегратор, четвертыйсумматор, элементс зоной нечувствительности. выход которого являетсявыходом развертывающего операционного усилителя и соединен с вторым входом третьего сумматора, выход релейного элемента подключен к первомувходу первого сумматора, второй входкоторого является входом развертывающего операционного усилителя, соединенные последовательно выпрямительи перемножитель, выход которого подключен к вторым входам второго и четвертого сумматоров, второй вход перемножителя соединен с выходом релейного элемента 2 .Однако известный усилитель обладаетнизкой надежностью работы из-заотсутствия ограничения постояннойсоставляющей выходного сигнала.Цель изобретения " повышение найдежности работы за счет введенияограничения постоянной составляющейвыходного сигнала,40Поставленная цель достигаетсятем, что в развертывакщий операционный усилитель, содержащий соединенныепоследовательно первьй сумматор, интегратор, второй сумматор, релейный45элемент, выход которого подключен кпервому входу первого сумматора,второй вход которого является входомразвертывающего операционного усилиъОтеля, третий сумматор,и точник пита-"ния; введены первый и второй одновибраторы, первый и второй ключи, причемвходы первого и второго одновибраторов соединены с выходом релейногоэлемента, один вывод источника питания через первьй ключ подключен квторому входу второго сумматора, второй вывод источника питания через 33 3 второй ключ подключен к третьему входу второго сумматора, выход первого одновибратора соединен с первым входом третьего сумматора и с управляющии входом второго ключа, выход второго одновибратора подключен к второму входу третьего сумматора и к уп-равляющему входу первого ключа, выход третьего сумматора соединен свходои сброса интегратора, выход релейного элемента Мвляется выходом развертывающего операционного усилителя.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема развертывающего операционного усилителя, на фиг.2 - временные диаграммы сигналов. Усилитель содержит первый сумматор 1, интегратор 2, релейный элемент3, первый и второй одновибраторы 4 и5, второй сумматор .6, первый и.второйключи 7 и 8, источник 9 питания, третий сумматор 1 О, вход 11 и выход 12. Развертывающий операционный усилитель работает следующим образомРелейный элемент 3 имеет симметрнчные относительно нулевого уровня пороги переключения 1 6 (фиг.2 а).Сигнал на выходе 12 не изменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением питания развертывающего операционного усилителя.Основной канал преобразования входного сигнала включает в себя первый сумматор 1, интегратор 2, второй сумматор 6, релейньй элемент 3 и представляет собой автоколебательную частотно-широтно"импульсную систему. Частота автоколебаний зависит от уров ня сигнала на входе 11 и соотношения постоянной времени интегратора 2 и пороговых уровней й 8 релейного элемента 3,При отсутствии сигнала на входе 11 напряжение на выходе интегратора 2 имеет форму симметричной пилы (фиг.2 ), так как амплитуды импульсов положительной и отрицательной полярности на выходе релейного элемента 3 равны по модулю между собой, а их среднее значение за период автоколебаний соответствует нулевому уровню.Наличие сигнала управления на вхо" де 1 1 приводит к изменению производной выходного напряжения интегратора 2 (фиг.2,6).В случае несовпадения знаков сигналов с входа 11 и с выхода релейного3 111903 элемента 3 скорость изменения выходного напряжения интегратора 2 определяется разностью токов входной и обратной связи, а в интервале совпадения знаков указанных напряжений произ-, водная выходного напряжения интегратора 3 зависит от суммы соответствую" щих токов. В результате постоянная составляющая импульсов на выходе 12 эа период автоколебаний достигает ве-, 1 О личины, пропорциональной сигналу на . входе 11 (фиг.2,6).Для ограничения максимальной величины постоянной составляющей сигнала на выходе 12 служат первый и второй одновибраторы 4 и 5, второй и третий сумматоры, 6 и 10 и первый и второй ключи 7 и 8.Предположим, что максимально допустимому значению постоянной составляюб щей сигнала на выходе 12 соответствует длительность импульса отрицательной полярности (фиг.2,Ь).На выходе второго одновибратора 5 формируется сигнал (фиг.2,ъ), под воздействием которого напряжение на выходе интегратора 2 принимает нулевое значение (фиг.2,6) благодаря воздействию на него через вход сброса,а первый ключ 7 замыкается (фиг.2,е). 3 4Тогда ю вход второго сумматора 6 подается импульс (фиг.2,д), амплитуда которого соответствует положительному напряжению источника 9 питания, а длительность равна длительности выходного импульса второго одновибратора 5 В течение этого времени релей-ный элемент 3 принудительно удерживается в требуемом состоянии. После окончания выходного импульса второго одновибратора 5 выходной сигнал интегратора 2 изменяется в отрицательном направлении (фиг2,е) и достигает величины 6 , что вызывает очередное переключение релейного элемента 3.Благодаря перечисленным процессам постоянная составляющая импульсов на выходе 12 остается величиной практически постоянной, В случае, когда длительность импульса положительной полярности на выходе 12 превышает заданное значение, в работу включаются первый одновибратор 4 и второй ключ 8Таким образом, за счет ограничения максимального значения среднего значения сигнала на выходе 12 повышается надежность работы развертываницего операционного усилителя.1119033 О юц 7 и Составитель И.Шелиповоловик Техред Л.Коцюбняк Редакт Подписета СССРытийаб д,4/5