Релейный операционный усилитель Советский патент 1983 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных Мсшшнах.

Известен релейный операционный усилитель, содержащий разделительный трансформатор, усилительный блок, масштабные резисторы 3Недостатком этого устройства является машый диапазон измерения величины выходного напряжения.

Наиболее близким к предложенному является релейный операционный усилитель, содержащий операционный усилитель, разделительный трансформатор, разрядный и масштабные .резисторы, ключ .

известный релейный операционный усилитель характеризуется ограниченным диапазоном изменения выходного сигнала за сче значительного времени прерывания магнитопровода разделительного трансформатора в о насыщении.

Целью изобретения является расширение диапазона изменения -выходного си гнала.

Поставленная цель достигается тем, что в релейный операционный усилитель, содержащий операционный

усилитель, между неинвертирующим входом и выходом которого включен первый масштабный резистор, разделительный трансформатор, первичная обметка которого является входом релейного операционного усилителя, выход операционного усилителя соединен с первым выводом вторичной .обмотки разделительного трансформатора, второй вы10вод которой через второй масштабный резистор соединен с инвертирующим

входом операционного усилителя, вы

ход которого является выходом релейного операционного усилителя, ко вто15рому выводу вторичной обмотки подключен первый вывод разрядного резистора, первый вывод третьего маоитабного резистора соединен с первым выводом дополнительной вторичной

20 обмотки разделительного трансформатора, ключ, введены релейный элемент с гистерезисом, преобразователь частота-напряжение и дополнительный разрядный резистор, причем первый вывод

25

.дополнительной вторичной обмотки соединен со входом релейного элемента с гиетерезисом, выхол которого подключен ко второму выводу дополнительной вторичной обмотки и к входу

30 преобразователя частота-напряжение.

выход которого соединен с управляющи входом ключа, второй вывод разрядного резистора.через ключ и через дополнительный разряжный резистор подключен-к шине нулевого потенциала второй вывод третьего масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного релейного операционного усилителя.

Схема содержит разделительный трансформатор 1, операционный уси-. литель 2, первый, второй и третий масштабные резисторы 3, 4 и 5, разрядный резистор 6, дополнительный разрядный резистор 7, первичная обмотка 8, вторичная обмотка 9, дополнительная вторичная обмотка 10, релейный элемент с гистерезисом 11, преобразователь частота-напряжение 12, ключ 13, шина нулевого потенциала 14, входы 15, 16 и выход 17 релейного операционного усилителя.

Релейный операпионный усилитель работает следующим образом.

При включении выходные сигналы операционного усилителя 2 и релейного элемента с гистерезисом .11 принимают значения, соответствующие уровню насыщения их статических характеристик. Под их действием по вторичной обмотке 9 и добавочной обмотке 10 протекают токи, величина которых зависит от реактивного сопротивления обмоток и второго и третьего масштабных резисторов 4 и 5 .

Порог срабатывания релейного элемента с гистерезисом 11 и величина сопротивления третьего масштабного резистора 5 выбираются такими, чтобы частота автоколебаний в контуре, состоящем из дополнительной вторично обмотки 10, релейного элемента с гистерезисом 11 и третьего масштабного резистора 5 была намного Bfanne частоты переключений операционного усилителя 2. Частота автоколебаний зависит от индуктивности дополнительной вторичной обмотки 10 и резко возрастает при насыщении магнитопр вода разделительного трансформатора 1

Переключение операционного усилителя 2 происходит при насыщении магнитопровода и сопровождения броском тока в разрядном резисторе 6.

При насыщении магнитопровода увеличивается частота автоколебаний, выходной сигнал преобразователя частота-напряжение 12 возрастает, что приводит к размыканию ключа 13. В результате возрастает величина разрядного сопротивления. Ток же мгновенно измениться не может, а это приводит к броску напряжения на выходе операционного усилителя 2.

Операционный усилитель 2 переключается, знак напряжения на его выходе меняется, ток во вторичной обмотке 9 уменьшается и,магнитопровод разделительного трансформатора 1 выходит из насыщения. Выход магнитопровода из насыщения сопровождается уменьшением частоты автоколебаний. В результате уменьшения сигнал на выходе преобразователя частота-напряжение 12, что приводит к замыканию ключа 13 и уменьшению падения напряжения на выходе операционного усилителя 2, кроме того, резко увеличивается постоянная времени вторичной обмотки 9.

При отсутствии входного тока в первичной обмотке 8 длительности перемагничивания магнитопровода под действием положительного и о.трица.тельного напряжений равны, т. е. длительности импульсов на выходе операционного усилителя 2 равны, что соответствует нулевому среднему значению. При наличии входного тока- в первичной обмотке 8 время перемагничивания магнитопровода разделительного трансформатора 1 под действием выходного сигнала операционного усилителя 2 различное, так как в один из полупериодов ток первичной обмотки 8 носит размагничивающий, а в другой полупериод-подмагничивакяций характер. В результате среднее значение импульсного выходного сигнала пропорционально -величине входного сигнала.

По сравнению с известным устрой ством предложенный релейный операционный усилитель обладает более широким диапазоном изменения величи- ны выходного сигнала, полученным за счет ускоренного выхода м.агнитопровоДа из насыщения.

Формула изобретения

Релейный операционный усилитель, содержащий операционный усилитель, между неинвертирующим входом и выходом которого включен первый масштаб ный резистор, разделительный трансформатор, первичная обмотка которого является входом релейного операционного усилителя, выход операционного усилителя соединен с первым выводом вторичной обмотан разделительного трансформатора, второй вывод которой через второй масштабный резистор соединен с инвертируиадим входом операционного усилителя, выход которого является выходом релейного операционного усилителя, к второму выводу вторичной обмотки подключен первый пывод разрядного резистора, первый вывод третьего масштабного резистора.соединен с первы л выводом дополнительной вторичной обмотки разделительного трансформатора, ключ, р т личающийся тем, что.

с целью расширения диапазона изменения выходного сигнала, в него введены релейный элемент с гистерезисом, преобразователь частота-напряжение и дополнительный разрядный резистор, причем первый вывод дополнительной вторичной обмотки соединен с входом релейного элемента с гистерезисом, выход которого подключен к второму выводу дополнительной вторичной обмотки и к входу преобразователя частота-напряжение, выход которого соединен с управляющим входом ключа, второй вывод разрядного резистора

через ключ и через дополнител ный разрядный резистор подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод третьего масштабного резистора соединен с ив1ной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №698004, кл. G 06 G 7/12, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2942782/28-24,

кл, G 06 G 7/12, 1980 (прототип).