Развертывающий операционный усилитель

(19) (11) а рц 6 06 6 7/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРНф 809220, кл. 6 06 6 7/12, 1979,2, Авторское свидетельство СССРКф 924719, кл. 6 Об 6 7/12, 1980 (прототип),(54) (57) РАЗВЕРТЫВЦЯЯИЙ ОПЕРАЦИОН -НЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий интегрирующий усилитель, к входу которого подключен первый вывод первого масштабного резистора, второй вывод которого являетсяпервой входной клеммой развертывающегооперационного усилителя, к выходу интегрирующего усилителя подключен первый вы-вод второго масштабного резистора, элементс релейной характеристикой, выход кото.рого является первой выходной клеммойразвертывающего операционного усилителяи подключен к первому выводу третьегомасштабного резистора, к выходу элемента с релейной характеристикой подключенпервый вывод четвертого масштабного резистора, первый и второй токоограничительные резисторы, первые выводы которыхсоединены с входом интегрирующего усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью. повышения помехоустойчивости, в него введены первый, второй, третийи четвертый оптроны и третий и четвертыйтокоограничительные резисторы, прячемпервый входной вывод первого оптрона соединен с вторым входным выводом второ. го оптрона и.с вторым выводом третьего масштабного резистора, второй входной вы. вод первого оптрона соединен с первым входным выводом второго оптрона и с общей шиной элемента с релейной характерис тикой, вторые выводы первого и второго токоограничительных резисторов соединены соответственно с первым выходным выводом первого оптрона и с вторым выходным выводом второго оптрона, второй выходной вывод первого оптрона подключен к отрицательной шине питания интегрирующего усилителя, первый выходной вывод второго оптрона подключен к положительной шине питания интегрирующего усилителя, второй вывод второго масштабного реэисто. ра соединен с вторым входным выводом третьего оптрона и:с первым входным выводом четвертого оптрона, второй входной .выход которого и первый входной вывод третьего оптрона подключены к общей шине интегрирующего усилителя, первый выходной вывод четвертого оптрона и второй выходной вывод третьего оптрона соединены с вторым выводом четвертого масштаб ного резистора, первый выходной вывод третьего оптрона через третий токоограничительный резистор соединен с положительной, шиной питания элемента с релейной харак. теристикой, второй выходной вывод четвертого оптрона через четвертыи токоограничительный резистор соединен с отрицательной шиной питания элемента с релейной харак.теристикой, общая шина интегриру 1 ощего уси лителя является второй входной клеммой развертйвающего операционного усилителя, второй выходной клеммой которого является общая шина элемента с релейной характеристикой.Изобретение относится к усилительнымустройствам. с широтно. импульсным преобра.зованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Известен развертывающий операционныйусилитель, содержащий широтно-импульсныймодулятор, разделительный блок, делительчастоты, фильтр 111.Это устройство обладает низкой помехоустойчивостью. 1 ОНаиболее близким к изобретению является развертывающий операционный усилитель,содержащий соединенные последовательнопервый масштабньщ резистор, переключатель,второй масштабный резистор, усилитель постоянного тока, репейный элемент, выходкоторого через третий масштабный резисторподключен к первому входу переключателяи к первой обкладке интегрирующего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с вторым входом переключателя и сшиной нулевого потенциала, между входоми выходом усилителя постоянного токавключен четвертый масштабный резистор, квходу и выходу усилителя постоянного тока 25подключены первые выводы соответственнопервого и второго токоограничительных ре. зисторов, вторые выводы которых подключены к входам дополнительного переключа.тели, выход которого через накопительныйЗОконденсатор соединен с шиной нулевогопотенциала, первый вход переключателя через соединенные последовательно пропорционально-диффереицирующий элемент, порого..вый элемент и элемент НЕ подключен куправляющим входам переключателей 121, З 5Недостатком устройства является сравнительно низкая помехоустойчивость.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости,С этой целью в развертывающий операционный усилитель, содержащий интегрирующий усилитель, к входу которого подклю.чен первый вывод первого масштабного ре.зистора, второй вывод которого являетсяпервой входной клеммой развертывающегооперациоиого усилителя, к выходу интегрирующего усилителя подключен первыйвывод второго масштабного резистора, элемент с релейной характеристикой, выходкоторого является первой выходной клем.мой развертывающего операционного усидителя и подключен к первому выводу третьего масштабного резистора, к входу элемента с релейной характеристикой подклю.чен первыи вывод четвертого масштабного. резистора, первый и второй токоограюеительные резисторы, первые, выводы которыхсоединены с входом интегрирующего усилители, введены первый, второй, третий и четвертый оптроны и третий и четвертый токоограничительные резисторы, причем пер. вый входной вывод первого оптрона соеди. нен с вторым входным выводом второго оптрона и с вторым выводом третьего масштабного резистора, второй входной вывод первого оптрона соединен с первым входным выводом вторОго оптрона и с общей шиной элемента с релейной характе. ристикой, вторые выводы первого и второго токоограничительных резисторов соеди. иены соответственно с первым выходным выводом первого оптрона и с вторым вы. ходным выводом второго оптрона, второй выходной вывод первого оптрона подключен к отрицательной шине питания интегрирующего усилителя, первый выходной вывод второго оптрона подключен к поло жительной шине питания интегрирующего усилителя, второй вывод второго масштабного резистора соединен с вторым входным выводом третьего оптрона и с первым входным выводом четвертого оптрона, второй входной вывод которого и первый входной вывод третьего оптрона подключены к общей шине интегрирующего усилителя, первый выходной вывод четвертого оптрона и второй выходной вывод третьего оптрона соединены с вторым выводом четвертого масштабного резистора, первый выходной вывод третьего оптрона через третий токо- ограничительный резистор соединен с положительной шиной литания элемента с релейной характеристикой, второй выходной вывод четвертого оптрона через четвертый токоограничительный резистор соединен с отрицательной шиной питания элемента с релейной характеристикой, общая шина инте. грирующего усилителя является второй вход. ной клеммой развертывающего операционного усилителя, второй выходной клеммой которого является общая шина элемента с релейной характеристикой.На фиг, 1 показана функциональная схема предложенного развертывающего операционного усилителя; на фиг, 2 ифиг. 3 временные диаграммы сигналов.Усилитель содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 масштабные резис. торы, интегрирующий усилитель 5 элемент 6 с репейной характеристикой, первый 7, вто.ется суммой токов, протекающих чер зпервый масштабный резистор 1 и, например,через второй токоограничнтельный резистор8, а в другой полуериод - разностью то-ков, протекающих через первый масштабный .резистор 1 н через первый токоограничительный резистор 7 (фиг. 2(-, Этоприводит к изменению относительной продолжительности импульсов (фиг, 2), постоян.ная составляющая которых устанавливаетсяпропорциональной уровню входного сигнала,При отсутствии сигнала помехи, воздей-ствующей на тракт элемента 6 с релейнойхарактеристикой, на выходных клеммах23 и 24 формируются импульсы, изображенные на фиг. ЗИ.Предтоложим, что в тракте элемента 6с релейной характеристикой воздействуетоднополярная импульсная помеха (фиг. 35),уровень которой достаточен для его пере.ключения, .При отсутствии помехи интервал дискретизации выходного сигнала соответствуетзначению Т(фиг. За). Наличие сигнала помехи (фиг. 3) приводит к тому, что элемент 6 с релейной характеристикой переключается раньше чем выходной сигнал интегрирующего усвтителя 5 достигнет положительного порога переключения элемента бс релейной характеристикой. При этом интервал дискретизации (фиг. За) уменьшается до величины Гщ (фиг, ЗЬ). Однакопостоянная составляющая выходных импульсов сохраняется неизменной и пропорциональной уровню входного сигнала,Предположим, что в тракте элемента 6с релейной характеристикой воздействуетбиполярная помеха (фнг. 35), Тогда запериод ее следования происходит два ложных переключения элемента 6 с релейнойхарактеристикой, Это вызывает в интервалевремени То (фиг. 3 о) появление ошибки преобразования (фиг. 3 ) отрицательного значения, так как реальная величинапостоянной составляющей выходных импульсов превышает требуемое значение. Однако следующий цикл преобразований Те(фиг, 3) характеризуется ошибкой противоположного знака (фиг. 3,2). Очевидно,что результирующая опека эа .суммарноевремя Т 0 + Т, равна нулю.,Таким образом, в отличие от известногоустройства предположенный развертывающийоперационный усилитель обладает более высокой помехоустойчивостью. 3 1141424 4 усилителя, отрицательную 19 и положитель-ную 20 шины питания элемента с релейной характеристикой, первую 21 и вторую22 входные клеммы, первую 23 и вторую24 выходные клеммы. 5Развертывающий операционный, усилительработает следующим образом.Элемент 6 с релейной характеристикойимеет симметричные относительно нулевогоуровня пороги переключения:+8, Его вы Оходной сигнал представляет собой биполярные импульсы, амплитуда которых определяется напряжением источника питания.При включении выходной сигнал элемента 6 с релейной характеристикой принимает одно из фиксированных состояний, на.пример отрицательное. Это вызывает проте.канне тока через светодиод первого оптрона 11. Фотодиод первого онтрона 11 открь 1- вается, и через первый токоограннчительный 0резистор 7 протекает ток (фиг. 2 В ).При этом выходной сигнал интегрирующего.усилителя 5 нарастает в положительном направлении (фиг. 2 а). Как только напряжение иа выходе интегрирующего усилителя 255 достигает определеннбго уровня, срабатывает третий оптрон 13, и на вход элемента 6 с релейной характеристикой подаетсяимпульс тока (фиг. 2 о), нод действиемкоторого он переключается (фиг, 2 с ), Первый и третий оптроны 11 н 13 закрываются,.а второй оптрон 12 открывается.Через второй токоограничительный резистор 8 протекает ток (фиг, 2), что приво.днт к уменьшению выходного сигнала интегрирующего усилителя 5 (фиг, 2 а).При некотором значении выходного напряжения интегрирующего усилителя 5, например - В (на фиг 2 а, принято, чтопорог переключения третьего 13 и четвертого 14 оцтронов соответствует порогам переключения элемента 6 с релейной характеристикой), срабатывает четвертый оптрон14. В результате под действием импульсатока (фиг, 2 Б) элемент с релейной характеристикой вновь переключается.45В дальнейшем процесс периодически повторяется. При этом скважность выходныхимпульсов устройства равна 0,5, что соответствует нулевому уровню постоянной составляющей (фиг. 2 а ), 50Наличие сигнала управления приводит ктому, что в один иэ полупериодов автоколебаний скорость изменения выходного сигнала интегрирующего усилителя 5 определя.1141424 Составитель О. Отрадн Техред Л.Микеш Муска то а иал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул, Проектнав, 4 аказ 497/37 Тираж 710 ВНИИПИ Государственного но делам изобретений и 113035, Москва, Ж - 35, РаушПода снокомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5