Устройство для выделения модуля

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОВЕЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 875395(22) Заявлено 04.03.80 (21) 2890040/18-24 с присоединением заявки Ле(23) Приоритет 6 06 6 7/12 34 еуфарстюный квинтет СССР пе двпам пэойретений и ппрытияОпубликовано 23.10.81Бюллетень Ме Дата опубликования описания 23(72) 4 вторы изобретения И. ф. 5 урсов А, ф. Горевой и В. Г. Ильюшенко Институт технической кибернетики АН Б орусской .ССР Р(7) Заявител 54) УСТРОЙСТ ВЫДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к спе.циализированным функциональным преобоазователям, и предназначено для выделения модуля знакопеременного сигнала,Известно устройство для формирования абсолютного значения знакопеременногд" сигнала, представляющее собой двухполунериодный функциональный преобразователь, содержащий два0 операционных усилителя, резисторы во входной цепи и в цепи обратной связи второго усилителя.Включение вентильных элементовт в контур отрицательной обратной связи усилителя с большим коэффициентом усиления приводит к уменьшению влияния прямых сопротивлений полупроводниковых диодовт.20Недостатки устройства - низкая точность, стабильность и линейность преобразований, обусловленные нелннейностью обратных сопротивлений полупроводниковых диодов и зависимость параметров выходного сигнала от частотных свойств и коэффицита усиления, применяемых операцных усилителей.Наиболее близким по техническо сущности является устройство длявыделения модуля знакопеременногосигнала, содержащее операционные усилители, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединенс шиной нулевого потенциала, инверти;рующий вход подключен к выходу первого сумматора, первый вход которого является входом устройства и соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, выходы операционных усилителей подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен со вторым входом первого сумматора и инвертирующим входом второго операционного усилителя 2 .75395 4щий вход операционного усилителя 1подключен к выходу сумматора 3, первым входом подключенного ко входу9 устройства. Второй сумматор 3подключен к выходу 8 устройства ивыходу сумматора 6, входами операционных усилителей 1 и 2. Выходысумматоров 7, 4 и 5 подключены к соответствующим входам операционных 10 усилителей 1 и 2. Первые входы сумматоров 4 и 7 соединены со вторымвходом сумматора 5 и шиной 10 нулевого потенциала, вторые входы сумматоров 5 и 7 подключены ко .входу 9 15 устройства. Выход 8 устройства соединен со вторьщ входом сумматора 4.Устройство для выделения модулязнакопеременного сигнала работаетследующим образом.Входной знакопеременный сигналпоступает одновременно на входы сумматоров 3,5 и 7. Шина 10 нулевого потенциала, являющаяся. одновременно ивторым входом устройства, связана совходами сумматоров 4,5 и 7. С выхода8 устройства, являющегося одновременно и выходом сумматора 6, на входысумматоров 3 и 4 снимается напряжение отрицательной обратной связи,стабилизирующее работу всего устройства в целом. Предлагаемая организация связей операционных усилителей 1 и 2 со входами 9 и 10 черезсумматоры 3-, 7, 4 и 5 и с выходом8 через сумматор 6 позволяет получить 35идентичные характеристики обоих трактов преобразования входного сигнала.В схеме операционный усилитель 1 имеет передаточную характеристику вида 40 Недостатком устройства является невысокая точность, т.е. неодинаковая передача различных составляющих сигнала (асимметрия, вызванная различиями во включении операционных усилителей, первый включен по схеме с параллельной отрицательной обратной связью, второй - с последовательной) и,как .следствие, зависимость параметров выходного сигнала от входного сопротивления применяемых операционных усилителей и их частотных свойств. Проявление асимметрии особенно заметно при работе устройства в области частот от 100 кГц и выше (разница в передаче составляющих входного сигнала достигает 30-403).Цель изобретения - повышение точности и линейности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения моду.- ля, содержащее два операционных усилителя, выходы которых .соединены со входами первого сумматора, выход которого является выходом устройства, и второй сумматор, первый вход которого подключен .к входу устройства, а выход соединен с неинверти-, рующим входом первого операционного усилителя, введены третий, четвертый и пятый сумматоры, причем первые входы третьего и пятого сумматоров соединены с первым входом второго сумматора, второй вход которого, первый вход четвертого сумматора и второй вход пятого сумматора подключены к шине нулевого потенциала, вторые входы третьего и четвертого сумматоров соединены с выходом первого сумматора, а выходы третьего, четвертого и пятого сумматоров подключены соответственно к инвертирующему входу первого операционного усилителя и инвертирующему и неинвертирующе. му входам второго операционного усилителя.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, поясняющие работу устройства; на фиг, 3 - конкретная электрическая схема устройства, реализующая структурную схему (иг. 1).Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала содержит два операционных усилителя 1 и 2 и пять сумматоров 3-7, выход 8 устройства, вход 9 устройства и шину 1 О нулевого потенциала, ИнвертируюИ = - К И, (1)ВЫХ 4 ВХ а операционный усилитель 2 имеет передаточную характеристику вида где К - коэффициент передачи опера 4ционкого усилителя по напря. жению;50И - выходное напряжение опера" ционного усилителя 1;И - выходное напряжение операци онного усилителя 2.ВЫХ 55 При изменении входных клемм" устройства (т.е при подаче входного знакопе" ременного сйгнала на клемму 10 и заземлении клеммы 9) изменяются и передаточные характеристики операционньх усилителей таким образом, что операционный усилитель 1 .имеет .передаточную характеристику вида5(3)а операционный усилитель 2 имеет передащуную характеристику вида0(4) И =-КИвых Зх В рассматриваемой схеме сумматоры 7,3, 4 и 5 выполнены соответст" венно на резисторах Р - Р , причем резисторы Р,1, Р, Йу, Р, Р 7 и Рв являются резисторами входных цепей устройства, резисторы Р 4 и 86- резисторами выходной цепи (резисторы отрицательной обратной связи). В состав сумматора 4 входят транзисторы Т и Т с цепями обратной связи (резисторы Р,- Р ), резисторы Р 9 и Ро защиты операционных усилителей 1 и 2 от короткого замыкания на выходе устройства.Иэ схемы (фиг. 3) следует, что в устройстве имеют место число-активные глубокие параллельные отрицатель 40 50 Таким образом, в предлагаемом уст" ройстве для выделения модуля знако- переменного сигнала можно выдепить два идентичныХ по функциональным признакам тракта, а это обеспечивает независимость параметров выэщного сигнала от входного сопротивления применяемых операционных усиди . телей и их частотных евойств, что нельзя получить от известных схем (в известной схеме можно выДелить два вида отрицательных обратных связей с выхода на входы - параллельная и последовательная). В предлагаемом устройстве операционные усилители 1 и 2 работают с параллепь ной отрицательной обратной связью и, как следствие, разные фазы входного знако сигнала передаются иа выход с одинаковым усилением, скоростью и задержкой. Частотные свойства применяемых операцион" ных усилителей накладывают лишь частные ограничения на передачу вход 35 ного сигнала. ные обратные связи с выхода устройства на входы. Это позволяет получить.идентичные условия прохождениякак положительной, так и отрицательной составляющих знакопеременногосигнала, устойчивую работу устройства в диапазоне частот 011 гр,1огде 1 гР - граничная частота работыприменяемого операционного усилителя,и,как следствие, получить характеристики устройства, идентичные с характеристиками применяемого операционноного усилителя,формула изобретенияУстройство для выделения модуля,содержащее два операционных усилителя, вьходы которых соединены со входами первого сумматора, выход которого является выходом устройства и второй сумматор, первый вход которогоподключен к входу устройства, а выход соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и линейности преобразования, в него введенытретий, четвертый и пятый сумматоры,причем первые входы третьего и пятого сумматоров соединены с первым .входом второго сумматора, второйвход которого, первый вход четвертого сумматора и второй вход пятогосумяатора подключены к шине нулевого потенциала, вторые входы третьегои четвертого сумматоров соединены свыходом первого сумматора, а выходытретьего, четвертого и пятого сумматоров подключены соответственно кинвертнрующему входу первого операционного усилителя и инвертирующемуи неинвертирующему входам второгооперационного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Аналоговая и аналого-цифроваявычислительная техника. Сб. статей подредакцией В.Б. Ушакова. И.,"Советс"кое радио", 1973, вып. 6, с. 249.2. Авторское свидетельство СССРУ 705464, кл. С 06 С 7/12, 1977 (прототип).875395 Составитель С. БеланКончицкая Техред А, Ач Коррект Сте едак Заказ одписное Патент", г. Ужгород, ул, Проектн Филиал 38/75ВНИИПИ Госудапо делам из113035, Москв Тираж 748твенного кретений иЖ, Рау митета СССРткрытийская наб д.