Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. О 06 О 7/12 Ваударатаанай камнтат СССР в ланам нзааретеннй н атнрытн 1(72) Авторы изобретения Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР(54) УСТРОЙ ТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛА.к специализированным функциональнымпреобразователям, и предназначено длявычисления модуля знакопеременного5сигнала.Известны устройства для формирования абсолютного значения знакопеременного сигнала, в которых используютсявентильные элементы и операционныеусилители 11.Недостатками устройств являютсяниэкая линейность, точность и стабильность, обусловленные нелинейностьюхарактеристик, разбросом прямых и обратных сопротивлений полупроводниковьщдиодов и связанная с этим нечувствительность в режиме малого сигнала,Наиболее близким по технической сущности к данному является устройстводля. выделения модуля энакопеременного сигнала, содержащее операционные,усилителинеинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с шигой нулевого потенциала, инвертирующий вход подключен к выходу первого сумсумматора, первый вход которого является входом устройства и соединен с неинвер тирующим входом второго операционного усилителя, выходы операционных усилителей подключены к соответствующим входам второго сумматора 121.Недостатками указанного устройства являются низкая точность, стабильность и линейность преобразования, обусловлен ные нелинейностью обратных сопротивлений полупроводниковых диодов и зависимостью параметров выходного сигнала от частотных свойств и коэффициента усиления применяемых операционных усилителей. Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков,Это достигается тем, что в устройстве выход второго сумматора, являющийся выходом устройства, соединен со вторым входом первого сумматора й ин705464тирующий вход 9 ОУ 2 и на первый вход12 сумматора 3. При этом синал отрицательной полярности с выхода 1 1 операционного усилителя 2 поступает навход 15 сумматора 4, а сигнал положительной полярности с выхода 10.операционного усилителя 1 поступает на вход14 сумматора 4. В этом случае на выходе 1 7 сумматора 4 сформируется сигнал положительной полярности. Этот сигнал поступает на неинвертирующий вход, 1 8 операционного усилителя 2, создаваяотрицательную разность потенциалов межы ду неинвертирующим входом 9 и инверти15рующим входом 8 ОУ 2, что приводит кпостоянному отрицательному потенциалуна выходе 11 ОУ 2 (11, фиг. 2). Такимобразом, в случае отрицательного входного сигнала работает ОУ 1 (10, фиг. 2)20и сигнал на выходе устройства будетопределяться зависимостьюО -КОВьвВх. 25Режим 11. Входное напряжение положительное, то есть Ивх) О.Входной сигнал положительной полярности (5, фиг, 2) поступает на неинвертирующий вход 9 операционного усилителя302 и вход 12 сумматора 3. При, этом сигнал положительной полярности с выхода11 ОУ 2 поступает на вход 15 сумматора 4, а сигнал отрицательной полярности .с выхода 10 ОУ 1 - на вход 14 этого35же сумматора. На выходе 1 7 устройствапоявится сигнал положительной полярности, Этот сигнал поступает на вход 13сумматора 3, что приводит к увеличениюположительной разности потенциалов между инвертирующим входом 6 и неинвертирующим входом 7 операционного усилителя 1. В результате этого на выходе10 ОУ 1 установится отрицательное напряжение (10, фиг. 2). Таким образом,45 с приодом полоитлоо входоо сигнала работает ОУ 2 (11, фиг. 2) и напряжение на выходе устройства определится выражением ВЬВ й ВХ(4) вертирующим входом второго операционного усилителя.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - приведены графики, поясняющие работу устройства.Предлагаемое устройство для вычисления модуля знакопеременного сигналасодержит два операционных усилителя1, 2 и два сумматора 3, 4, вход 5 устройства, инвертирующий 6 и неинвертирующий 7 входы операционного усилителяи инвертирующий 8 и неинвертирующий 9входы операционного усилителя 2, выход10 и 11 операционных усилителей 1 и2 соответственно, входы 12, 13 и 14,15 сумматоров 3 и 4 соответственно,шина 16 нулевого потенциала, выход 17устройства, выход 18 сумматора 3,Вход 5 устройства подключен к неинвертирующему входу 9 операционного усили теля 2 и входу 12 сумматора 3. Выход1 7 устройства соединен с инвертирующим входом 8 операционного усилителя2 и вторым входом 13 сумматора 3. Выход 18 сумматора 3 подключен к инвертирующему входу 6 операционного усилителя 1, неинвертирующим входом 7 соединенного с шиной 1 6 нулевого потенциала, Выходы 10 и 11 операционных усилителей 1 и 2 подключены к входам 14и 15 сумматора 4.Устройство для вычисления модулязнакопеременного сигнала работает следующим образом.Входной знакопеременный сигнал поступает одновременно на вход 12 сумматора 3 и на неинвертирующий вход 9 операционного усилителя 2. Операционныеусилители (ОУ) 1 и 2 имеют различныепередаточные характеристики, а именно:для УО 1 )ВЬр,К 1 "В (1)для ОУ 2 Я =К О (2)ВЬ 1 а Вхгде К.1 Кд - коэффициенты передачи ОУ 1и ОУ 2 соответственно;ОВьх - выходное напряжение операционного усилителя 1;ОВЬ 1 Х - выходное напряжение опера.яционного усилителя 2,В зависимости от полярности входного сигнала возможны два режима рабаты схемы.Режим Т. Входное напряжение отрицательно, то есть Ивх.О,.Входной сигнал отрицательной нолярности ( 5, фиг. 2) поступает на неинверНаличие в предлагаемом устройстве совершенно новых связей,ив именно, связей выхода устройства со входами операционных усилителей позволяет существенно повысить точность, стабильность и линеййость вычисления модуля знакопеременного сигнала и, как следствие этого, существенно повысить частотный дйапазон работы устройства. формула изобретения 5/Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала, содержащее опе= "рационные усилители, неинвертируюшиГ вход первого операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, инвертирующий вход подключен к выходу первого сумматора, первый вход которого является входом устройства и соеди нен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, выходы операионных усилителей подключены к соответствующим входам второго сумматора, -о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности, стабильности и линейности преобразования, выход второго сумматора, являющийся выходом устройства, соединен со вторым входом первого сумматора и инвертирующим вхоцом второго операционного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Г, Корн; Т. Кори. Электронные аналоговые и аналого-цйфровые вычислительные машины. М., "Мир", 1968, с. 18,2, Аналоговая и аналого-цифровая вычислительная телика. Сборник статей под редакцией В. В. Ушакова, М., Советское радио, 1973, вып, 6, с. 249 ( прототип) .