Устройство для контроля операционных усилителей1изобретение относится к области автоматики и может быть применено в системах автоматического управления (сау) полетом и посадкой летательных аппаратов. известно у

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваявлено 20.Ч 11.1970 ( 1461223/18 М. Кл. б 06 д с присоединением заявкиПриоритет Комитет по делам зобретений и аткрцти при Совете Мииистрсв СССРЗаявител Целью изобретения является повышение достоверности результатов контроля группы операционных усилителей, например вычислителя командных сигналов системы автоматического 5 управления траекторным движением летательного аппарата,Эта цель достигается путем такого подключения генератора колебаний низкой частоты к операционным усилителям, что на выходе ча сти усилителей сигнал переменного тока получается в фазе с сигналом генератора, а на части усилителей - в противофазе. Выходные сигналы усилителей суммируются и подаются на два пороговых устройства, одно нз которых 5 срабатывает при пропадании сигналов переменного тока, а второе - при появлении сигнала переменного тока с удвоенной (по сравнению с исправной работой усилителей) амплитудой./т из строя неисправ- снлителей 20 При этом принимается, чт одаже одного усилителя озность всей группы операци(вычислителя),На фиг. 1 представлена схема25 для нечетного числа операционньлей; на фиг. 2 - 5 - варианты впредложенного устройства.Устройство содержит генератор 1низкой частоты, контролируемые у30 сумматор 8, пороговый элемент 4,о вых начает онных устройства х усилите- ыполнения олебаннй тителп 2, еагируюТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛ Изобретение относится к области автоматики и может быть применено в системах автоматического управления (САУ) полетом и посадкой летательных аппаратов.Известно устройство для автоматического контроля неисправностей автопилота, содержащее генератор колебаний низкой частоты, подключенный к входу усилителя сервопривода, и блок контроля колебания низкой частоты, соединенный с выходом усилителя. Сигнал от генератора проходит через усилитель и по наличию сигнала переменного тока на выходе усилителя судят об исправности усилителя сервопривода, Такой вид контроля неприменим в тех случаях, когда имеется ряд усилителей, соединенных определенным образом друг с другом, и неисправность одного из них может привести не к пропаданию сигнала переменного тока на выходе суммирующего усилителя, а к появлению сигнала переменного тока с увеличенной амплитудой,Кроме того, в известном устройстве с целью предотвращения ложных срабатываний, в ряде случаев при пропадании сигнала переменного тока разрывается цепь управляющего сигнала, а исполнительное реле имеет временную задержку порядка десятых долей секунды, что иногда является нежелательным. Все это является недостатками известного устройства. РАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ10 и - 1на входах - в 2 иий на пропадание сигнала низкой частоты, и пороговый элемент 5, реагирующий на появление сигнала низкой частоты с удвоенной амплитудой,Работает устройство следующим образом.На входы усилителей подаются сигналы постоянного тока для выполнения задач, поставленных перед контролируемой группой операционных усилителей.Генератор 1 колебаний низкой частоты так подключается к входам контролируемых усил - 1лителей 2, что ца выходе усилителей2(где и - общее количество усилителей) появляется сигнал переменного тока в фазе с сигиц 1налом генератора, а на выходе усилите 2лей - в противофазе.Выходы контролируемых усилителей 2 соединены с входами сумматора 3, к выходу которого подключены пороговые элементы 4 и 5.Рассмотрим работу устройства на примере группы усилителей, состоящей из пяти усилителей.В этом случае на выходе двух усилителей 5 - 1( =2) сигнал переменного тока в фазе с2 сигналом генератора, а на выходе трех уси 5+1лителей ( - =3) - в противофазе. Примем2 следующие соотношения: У)= У= Уз 1 п)г 1; К= У,= У,= - Уз 1 пн 1,где У У, - выходные сигналы усилителей по переменному току, Уз 1 п 1 - выходной сигнал генератора. Выходной сигнал У, суммирующего устройства, следовательно, равен:( )+ 2+ Сз+)-г 4+ У 5 -- аЗПи Наличие сигнала переменного тока на выходе сумматора является признаком исправной работы усилителей и сумматора.Пусть теперь откажет один из усилителей, выходной сигнал которого в противофазе с сигналом генератора (например, пятый усилитель), и его выходной сигнал станет равным нулю, Тогда соотношение сигналов:У)= Ь= Уз 1 пс); Ьз= У.,= - Узпгги.=о Выходной сигнал сумматора в этом случае станет равным нулю, и сработает пороговый элемент 4, реагирующий на пропадание сигнала переменного тока, Пороговый элемент 4 сработает также в том случае, если откажут сумматор или генератор низкой частоты.При отказе усилителей, выходной сигнал которых в фазе с сигналом генератора, на выходе сумматора появится сигнал с удвоенной амплитудой, который вызовет срабатывание порогового элемента 5, реагирующего на появ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4ление сигнала с удвоенной амплитудой. Пустьоткажет первый усигтель, и его выходнойсигнал станет равен нулю. 1 огда соотношениесигналов:У = 0; Уг = Уз 1)л 1; С 3 = Г 1 г 4= ,5= - УЯ 1 пкг Выходной сигнал сумматора равен: г-вых. = ) г )+ )г 2+ ггЗ- )/4+ Ь 5 --- 2 г /з 1 п)г Появление сигнала с удвоенной амплитудой вызовег срабатывание порогового элемента 5.В том случае, если число усилителей четное, выходной сигнал сумматора может быть равен нулю при исправной работе усилителей, Это приводит к тому, что не контролируется отказ сумматора или генератора низкой частоты.На фиг, 2 показана блок-схема устройства для контроля группы усилителей, состоящей из четного числа усилителей, Для того, чтобы имелась возможность контролировать не только исправность усилителей, но и генератора и сумматора при четном числе каналов, выход генератора 1 подключен к входам усилителей и непосредственно соединен с одним из входов сумматора, Г 1 ри этом генератор к усилителям подключен таким образом, что на выходе половины усилителей сигнал получается в фазе с сигналом генератора, а на выходе другой половины - в противофазе.Подключение генератора к усилителям: сумматору по схеме фиг. 2 приводит к тому, что число усилителей как бы стало нечетными+1и на входах сумматора сигнал в фазе с2 сигналом генератора, а противофазе, поэтому работа контрольного устройства по фиг. 2 происходит аналогично рассмотренному устройству по фиг. 1, т. е. при отказах части усилителей сработает пороговый элемент 4, реагирующий на пропадание сигнала низкой частоты, или пороговый элемент 5, реагирующий на появление сигнала с удвоенной амплитудой,В некоторых случаях группа операционных усилителей может состоять из некоторого количества каналов, представляющих неразветвляющееся последовательное соединение нескольких операционных усилителей 2. Так, группы усилителей 2, изображенных на фиг. 1 и фиг. 2, могут представлять собой цепочки из последовательно соединенных усилителей. Каждая такая цепочка как бы эквивалентна одному усилителю, поэтому такую цепочку можно считать каналом,На фиг. 3 изображено устройство для контроля группы, состоящей из нечетного числа каналов. В данном случае каналами являются цепочки усилителей 2 от точки А до точки А, от точки В до точки В, от точки В до точки С; от точки Д до точки Д, от точки Д до точки Е, от точки Е до точки Р, Каналом5считается и одршочный операционный усилитель, включенный между неразвствляюпримися точками Группы усилителей (например, между точками И и Б).На входы усилителей каналов подаются сигналы постоянного тока для выполнения задач, поставленных перед группой операционных усилителей.На вход каждого канала подается сигнал от генератора 1 колебаний низкой частоты, Если часть каналов имеет общие усилители, как например, каналы КА А, КА ВВ, КА ВС, то к генератору подключается первый из общих усилителеи (например, точка К). Выходные каналы группы усилителей соединены с сумматором 3, к выходу которого подключены пороговые элементы 4 и 5.Работа устройства для контроля группы усилителей, состоящей из нечетного количества каналов, аналогична работе устройства по фиг. 1, каждый канал в группе усилителей которого состоит из одиночных усилителей. Как и в том случае, необходимо, чтобы на выл - 1ходе - каналов, подключенных к суммато 2ру, сигнал был в фазе с сигналом генератора,и -1- 1а на выходе каналов - в противофазе,2На фиг. 4 приведена схема устройства для контроля группы усилителей, состоящей из четного количества каналов, Работа устройства по схеме на фиг. 4 аналогична работе устройства по фиг. 2.Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере контролируемого вычислителя командных сигналов системы автоматического управления траекторным движением летательного аппарата, блок-схема которого приведена на фиг. 5.Устройство содержит генератор 1 колебаний низкой частоты, усилители 2, - 2 з, суммирующее устройство (усилитель) 3, пороговый элемент 4, реагирующий на пропадание сигнала переменного тока, и пороговый элемент 5, реагррруюрдий на появление сигнала переменного тока с удвоенной амплитудой.Операционные усилители представляют собой собственно вычислитель командных сигналов системы автоматического управления двикения летательного аппарата по глиссаде. На вход усилителя 21 подается сигнал углового отклонения е от равносигнальной зоны глиссадного маяка. С выхода усилителя 2, сигнал е, через усилитель 2 з поступает на суммирующий усилитель 3, на второй вход которого с усилителя 22, подключенного к усилителю 2., поступает сигнал производной отклонения е, от равносигнальной зоны, На третий вход усилителя 3 от усилителя 24 поступает сигнал тангяжа, Суммирующий усилитель 3 подключен1к япериодическому звену выполнентр+1ному на усилителе 2 з, являющемуся выходом вычислителя, Все указанные сигналы поступают в виде сигналов постоянного тока. 6Таким образом, группой контролируемыхусилителей являются усилители 21, 22, 2 з, 24,3 Р 1 22,Контроль осуществляется путем подключе 5 ния генератора к усилителям 2 2 з, 24. Нафпг. 5 зигзагообразными линиями показанпуть прохокдения сигналов переменного тока,На выходе усилителя 22 сигнал должен бытьк примеру в фазе с сигналом генератора, а на10 выходе усилителей 2 з и 24 в противофазе.Частота контрольного сигнала переменноготока выбрана ча порядок больше частоты изменения медленно меняющихся управляюрцихсигналов постоянного тока. Вычислитель вы 15 полнен на усилителях, которые позволяютпроп стить контрольный сигнал переменного токабез изменения, разделив его на частотном диапазоне операционного усилителя от сигналапостоянного тока. Сигнал постоянного тока20 может быть на входе операционного усилителялюбым по амплитуде и это не приводит к искажению контрольного сигнала пеоеменноготока, который контролирует работу операционного усилителя.25 Таким образом, на входе суммирующегооперационного усилителя 3 имеются сигналыУг,: КУ зщ со 1; Уг, -- КИз 1 п со 1с 12, = - КУз 1 п сог,30гле с 12 юг, 112, - выходные сигналы переменного тока усилителей 2 - 24,4.эпсо - выходной сигнал генера 35 тора 1,К - передаточный коэффициент усилителей по переменному току,40 Выходной сигЯл Гус 11 читечя 3 (а прЯктически и усилителя 2 з) будет равен:Соевых = 2. + С 2, + 12 = К 151 псо 4 45 Последовательно соединенные усилители 3и 2 з представляют собой по сути суммирующееустройство 3, изображенное на фиг. 1 - 4.На входе пороговых элементов 4 и 5, следовательно, при исправной работе усилителей50 2 ь 2., 2 з, 24, 3 и 2 з оУдет сигнал Кс 1 зрпо 1.При отказе генератора 1 или усилителей 2 зИЛИ 24, ИЛИ 3, ИЛИ 2 з СИГНад На ВХОДЕ ПОрОГОвых элементов 4 и 5 станет равным нулю, ипороговый элемент 4, сработав, выдает сигнал55 отказа,При отказе усилителей 21 и 22 сигнал навходе пороговых элементов станет равным2 Кс 1 эрпсо 1, и пороговый элемент 5, сработав,выдает сигнал отказа.60 Таким образом, отказ любого из усилителейвычислителя приводит к выдаче сигнала откязя, тяк 1.яс В это Случае Вычислитель перестает выполнять свои функции, Опасным случаем является такой, когда вычислитель ста 65 новится неконтролируемым, т. е. откажет генератор низкой частоты, В данном случае опасность устраняется тем, что при отказе генерара низкой частоты также выдается сигнал отказа, следовательно, предлагаемое устройство для контроля группы операционных усилителей существенно повышает достоверность результатов контроля. Предмет изобретенияУстройство для контроля операционных усилителей, содержащее генератор низкой частоты, и усилители, выходы которых соединены со входами сумматора, к выходу которого подключен пороговый элемент, отличаюиеесятем, что, с целью повышения достоверности резуль татов контроля, в него введен другой пороговый элемент, подключенный к выходу сумматора параллельно первому пороговому элементу, а усилители разделены на две группы, причем инвертирующие входы усилителей од ной группы соединены с неинвертирующимивходами другой группы и с выходом генератора низкой частоты,369576 Редактор Е. Семанова Заказ 1081/6 Изд. М 1258 Тираж 647 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж.35, Раушская араб., и. 45 Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель С. БеланТехред Т. Курилко Корректоры; Е, Сапунова и Т. Журавлева