Развертывающий усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 171 5)5 6 06 6 7/18 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ческий институт вич, И,А,Нови о СССР976,о СССР976.СИЛ ИТЕЛЬ Ж У"( ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ Изобретение относится к преобразоям информации с широтно-импульс- модуляцией, может использоваться в слительных машинах и системах упения технологическими процессами. изобретения - повышение точности товерности диагностирования рабособности, Устройство содержит инатор 1, релейные блоки 2, 3, аратор 4, элемент РАВНОЗНАЧТЬ 5, элемент ЗАПРЕТ 6, сумматор 7, ную 8 и выходную 9 клеммы. 5 ил.(57) вател ной вычи равл Цель и дос тоспо тегр комп НОС вход5 10 20 30 35 40 55 Изобретение относится к широтно-импульсным усилителям и может быть использоваться в вычислительных машинах,Цель изобретения - повышение точности и повышение достоверности диагностирования работоспособности развертывающего усилителя.На фиг. 1 представлена структурная схема развертывающего усилителя; на фиг, 2-5 - временные диаграммы его сигналов и основные расчетные соотношения.В состав развертывающего усилителя (фиг. 1) входят интегратор 1, первый 2 и второй 3 релейные блоки, компаратор 4,элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5, элемент ЗАПРЕТ 6, сумматор 7, входная 8 и выходная 9 клеммы.Интегратор 1 имеет передаточную функцию М(р)-1 Яр; где Тр - постоянная времени. Знак выходного напряжения инвертирован по отношению к знаку входНОГО сиГнала.Релейные блоки 2, 3 выполнены с неинвертирующей и симметричной относительно "нуля" петлей гистерезиса. Выходной сигнал меняется дискретно в пределах + А. Выполняется условие 1+ В 1+В 21, где+В 1 и +В 2 - пороги переключения релейного блока 2 и 3 соответственно.Компаратор 4 производит сравнение уровней сигналов с выхода сумматора 7 и с входной клеммы 8. Выходной сигнал меняется дискретно в пределах + А. Переключение в состояние +А происходит в случае,когда напряжение с выхода сумматора 7 превышает величину входного сигнала развертывающего усилителя,Элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5 переключается в состояние "1" при совпадении знаков напряжений с выходов релейных блоков 2, 3. В противном случае элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ находится в состоянии фф 011Элемент ЗАПРЕТ 6 формирует на выходе напряжение стабильной амплитуды, знак которого соответствует знаку выходного сигнала релейного блока 3 при условии, что элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ находится в"0", При "1" на выходе блока 3 выходное напряжение элемента ЗАПРЕТ 6 равно "0".Сумматор 7 имеет единичный коэффициент передачи по каждому из входов. Статическая характеристика "вход-выход" неинвертирующая. На диаграмме сигналов Уф) - выходной сигнал интегратора 1, Урф) - выходной сигнал первого релейного блока 2, Урф) - выходной сигнал второго релейного блока 3, У - (т) - Выходной сигнал элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5, Уэ(1) - выходное напряжение элемента ЗАПРЕТ 6, У- выходной сигнал сумматора 7, + А - амплитуда импульсов на выходе блоков 2. 3, компаратора 4, элемента ЗАПРЕТ 6. Хвх - входной сигнал развертывающего усилителя, + Хмвкс мак симально возможный диапазон изменения ВХОДНОГО СИГНВЛВ Хвх, Урз(1) ВЫХОДНОЙ СИГ нал компаратора 4 при нулевом уровне входного сигнала, Хвх 1 - уровень входного сигнала, соответствующий линейному режиму работы развертывающего усилителя, Урв(1) - выходные импульсы компаратора 4 дЛя ВЕЛИЧИНЫ Хвх 1, Хвх 2 - урОВЕНЬ ВХОД- ного сигнала Хвх для работы усилителя в режиме ограничения среднего значения выходных импульсов, Урв(т) - выходные импульсы компаратора 4, соответствую- ЩИЕ УРОВНЮ Хвх 2, тмин ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМ- пульсов на выходе элемента ЗАПРЕТ 6 (минимальнаг. длительность выходных импульсов компаратора 4), +О 1 - пороги переключения релейного блока 2, + Ь 2 - пороги пеРеключениЯ Релейного блока 3, Хвх 2 уровень входного сигнала развертывающего усилителя, соответствующий режиму предограничения среднего значения выходных импульсов.Наименование параметров для расчетных соотношений (фиг. 3, 4) даны на фиг. 5.Принцип работы устройства следующий,Усилитель представляет собой широтно-импульсную систему с "вертикальным" принципом управления, Интегратор 1 и релейный блок 2 в совокупности образуют автоколебательный каскад для формирования пилообразного напряжения. Сигнал "пилы" на выходе интегратора 1 имеет симметричную форму и амплитуду, ограниченную на уровне порогов переключения релейного блока 2 (фиг. 2 а). По достижении выходным сигналом интегратора 1 пороговых уровней релейного блока 3 происходит срабатывание последнего (фиг. 2 а), причем напряжение на выходе релейного блока 3 опережает по фазе выходной сигнал релейного блока 2. Величина этой фазы определяется соотношением порогов переключения релейных. блоков 2, 3, В случае несовпадения знаков выходных сигналов релейных блоков 2, 3 (фиг. 2 а) на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5 формируется "0" (фиг. 26), и выходной сигнал релейного блока 3 через элемент ЗАПРЕТ 6 подается на вход сумматора 7, При этом выходное напряжение элемента ЗАПРЕТ представляет собой равнополярные, чередующиеся между собой импульсы (фиг. 2 в) длительности, равной фазовомусдвигу между выходными импульсами ре- ходных импульсов путем "перемещения" лейных блоков 2, 3 (фиг. 2 а), С помощью входногосигналаполинейномуучастку "писумматора 7 производится суммирование лы", ограниченному величиной В - В 2, На выходного пилообразного напряжения ин- этом участке коэффициент передачи усилитегратора 1(фиг. 2 а) с импульсным сигналом 5 теля уменьшается по сравнению с линейна выходе элемента ЗАПРЕТ 6 (фиг. 2 в). В ным режимом работы.результате на первый вход компаратора 4 Режим ограничения (фиг, 4) наступает в поступает пилообразное напряжение, име- случае, когда уровень входного сигнала преющее "всплески" амплитуды", величина ко- вышает величину порогов переключения, торых превышает максимально возможный 10 блока 2. При этом скважность выходных имдиапазон изменения входного сигнала уп- пульсов усилителя зависит от величины фаравления, поступающего на клемму 8 (фиг. зового сдвига между импульсами на выходе 2 г). С помощью компаратора 4 производит- релейных блоков 2, 3.ся сравнение пилообразного и входного на- В развертывающем усилителе в случае пряжений усилителя, Как только сигнал 15 превышения входным сисналом допустимо- "пилы" с выхода сумматора 7 превысит уро- го уровня сохраняется режим переключевень входного напряжения, компаратор 4 ний его выходного сигнала, что повышает переключается в положительное по знаку достоверность процесса диагностирования состояние(фиг, 2 г). По мере роста величины работоспособности устройства.сигнала на входе 8 (фиг. 2 г) длительность 20 Введение элемента ЗАПРЕТ б не отраимпульса положительной полярности жается на величине входного сопротивлеуменьшается, а длительность импульса от- ния усилителя, а также не влияет на рицательной полярности возрастает, что величину его коэффициента передачи в липриводит к росту полезной составляющей нейном режиме работы, Вследствие этого выходных импульсов развертывающего уси повышается точность работы развертываюлителя. Минимальная длительность выход- щего усилителя.ных импульсов усилителя равна фазовомусдвигу между выходными напряжениями Формула изобретения релейных блоков 2, 3 (фиг. 2 а, в, г).Рассмотрим характерные режимы раба Развертывающий усилитель, содержаты усилителя; щий последовательно соединенные интегЛинейный режим (фиг, 3), когда вход- ратор и первый релейный блок, выход ной сигнал изменяется в пределах, огра- которого соединен с входом интегратора и ниченных порогами переключения с первым входом элемента РАВНОЗНАЧ- релейного блока 3, т,е, соответствующих 35 НОСТЬ, второй релейный блок, вход которо- линейным участкам пилообразного напря- го соединен с выходом интегратора, а выход жения с выхода сумматора 7 (фиг, 3, диаг- подключен к второму входу элемента РАВ- рамма сигналов), На этом участке между НОЗНАЧАНОСТЬ, сумматор, источник сигвходным сигналом усилителя и средним нала управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, значением его выходных импульсов сущест что, с целью повышения точности и повывуетлинейнаязависимость, . шения достоверности диагностированияРежимпредограничения(фиг.4), насту- работоспособности, в него введены компающий в случае, когда входной сигнал на- паратор, выход которого является выхоходится "внутри" зоны, ограниченной дом развертывающего усилителя, и пороговыми величинами релейных блоков 45 элемент ЗАПРЕТ, первый вход которого со,3(фиг. 3, диаграмма сигналов). Здесь один единен с выходом второго релейного блока, из фронтов выходных импульсов жестко а второй вход подключен к выходу элемента фиксируется во времени передним фронтом РАВНОЗНАЧНОСТЬ, при этом выход сумматосигнала, поступающим с выхода элемента ра соединен с первым входом компаратора, вта. С ростом входного напряжения 50 рой вход которого подключен к источнику происходит увеличение скважности выход- сигнала управления, а первый и второй входы ного сигнала развертывающего усилителя сумматора соединены соответственно с выхолишь за счет смещения второго фронта вы- дом интегратора и с выходом элемента ЗАПРЕТ, 17182411718241Наииенооание параметрой к расчетнымсоотношениям на риг. ХФй, 6 - цнверВапь разберяьоающего лреобазооанцяоля линецного режима работы Ру;ф1+, 1 - интербапы разбертыоающего лреобраэо 8 аниядля режциа иредогранцчения;1 НОгс, Фцц- инщероапы розоертыоающего лреооразо 8 анияо режиме ограничения;7 О - Рериод оыходных имлульсоВ РУ;Т - посаоянная 6 реиени интегратора 1;ВХВ А- Иортробанное значение сигналаулраЬения ХгхВЯВ,/Я- Иомиробанное Значение лорого 8 + Ьрпереключения релейного олока у у+ А - аилпиауда 8 ыходнЬм иииульсод РУ;3 - среднее значение 5 ьходньи цилульсо 3 Ру;В (ь)вг 1- нврицрооанное значение порого 8 + Ьпереключения репейного опока ю;,од (1 ВИВ 0/А 1- НориирооаннОе Значение разностилорогоб лереключения репейныхолокоЮ х,Я;9 морс - иаксинальный уробень среднего значенияВыходных иклульсод Ру.Составитель Л.ЦцтовичРедактор Т.Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор Т.ПалийЗаказ 883 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул, Гагарина, 101