Операционное усилительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Известно усилительное устройство, содержащее разделительный трансформатор, масштабные резисторы {l Недостатком этого устройства является незначительный диапазон изменеия выходного сигнала. Наиболее близким к предлагаемому является операционное усилительное устройство, содержащее разделительный трансформатор с первичной и вторичной обмотками, первичная обмотка является входом устройства, первый вывод вторичной обмотки через разрядный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, второй вывод вторичной обмотки соединен с выходом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого через соединенные после довательно масштабный резистор и огра ничительный элемент, подключен к первому выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора 2 . Данное устройство также характеризуется малым диапазоном изменения выходного сигнала и низкой надежностью работы. Цель изобретения - расширение диапазона изменения выходных сигналов и повышение Надежности. Поставленная цель достигается тем, что в операционное усилительное устройство, содержащее разделительноограничительный блок, состоящий из разделительного трансформатора, разрядного и масштабного резисторов и ограничительного элемента, первичная обмотка разделительного трансформатора является первым входом устройства, первый вывод вторичной обмотки разделительного трансформатора через раз рядный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, первый вывод мёсштабного резистора соединён с первым выводом ограничительного элемента, введены п-1 разделительно-ограничительных блоков, соединенные последовательно генератор периодического напряжения, формирователь импульсов, сумматор, генератор тока, причем в разделительный трансформатор каждого разделительно-ограничительного блока введена дополнительная обмотка, в канадом разделительно-ограничительном блоке первый вывод вторичной обмотки соединен с вторым выводом масштабного резистора, второй выво/ ограничительногО элемента подключен к шине нулевого потенциала., первичная обмотка разделительного трансформатора каждого разделительно-ограничительного блока, кроме первого, является соответствую|дим входом устройства, а первый вывод ограничительного элемента каждого разделительно-ограничительного блока элемента является соответствующим выходом устройства, дополнительные обмотки разделительных трансформаторов соединены последовательно, свободный вывод дополнительной обмотки разделительного трансформатора п-,го разделительно-ограничительного блока подключен к шине нулевого потенциала, а св.ободный вывод дополнительной обмотки разделительного трансформатора первого разделительно-ограничительного блока подключен к выходу генератора тока, вторые выводы вторичных обмоток разделительных трансформаторов разделительно-ограничительных блоков соединены с выходом генератора периодического напряжения и с другим входом сумйатора. На чертеже изрбражена функциональная схема предлагаемого операционного усилительного устройства. Устройство содержит генератор } тока, сумматор 2,- формирователь 3 импульса, генератор Ц периодического напряжения, входы 5 ,..., 5i,..., 5п устройства, выходы 6| ,..., 6,-,.,., Ц устройства, разделительно-ограничительные блоки 7 ..., ,..., 7н, разделительный трансформатор 8, разрядный резистор 9, масштабный резистор 10, ограничительный элемент 11, шину 12 нулевого потенциала. Усилительное устройство работает следующим образом. На выходе генератора k периодического напряжения формируется последовательность прямоугольных биполярных импульсов, под действием которых по вторичной обмотке разделительного трансформатора 8 протекает ток, создавая на разрядном резисторе 9 падение напряжения. Выходным напряжением на каждом из выходов 6 является напряжение на ограничительном элементе 11. Темп.изменения тока вторичной обмотки зависит от состояния магнитопроврда разделительного трансформатора 8. Насыщенному состоянию соответствует мгновенное изменение тока до предель,ного уровня, а ненасыщенному - медленное. Поэтому при появлении импульса напряжения ток через вторичную о6 мотку скачком изменяется до уровня, которому соответствует ненасыщенное состояние магнитопровода.

Кроме того, срабатывает формирователь 3 импульса, на выходе которого появляется импульс напряжения отличающийся знаком от входного, с меньшей длительностью. С выхода сумматора 2 сигнал поступает на вход генератора t тока, на выходе котброго появляется импульс тока. Этот импульс тока насыщает магнитопрраоды всех разделительных трансфсрматорюв 8. Импульсное насыщение приводит к резкому изменению тока во вторичных обмотках до максимума и к перенапряжениям во вторичных обмотках. На выходы 6 перенапряжения не проходят из-за влияния ограничительных элементов П.

Таким образом, если ток в первичной обмотке разделительного трансформатора 8 равен нулю, то выход магнитопровода на нёнасьйценный участок происходит при одинаковых значениях тока

вторичной обмотки (совпадающих, по энз ку с выходным напряжением генератора Ц периодического напряжения, так как темп изменения тока при разных знаках напряжения одинаков, то среднее значение напря.жения на выходах 6 за период периодического напряжения равно нулю.

Если же ток в первичной обмотке отличен от нуля и постоянен, то вследствие подмагничивающего го характера при одном знаке напряжения генератора (периодического напряжения и рззмагни ми вающе го при дру гом, ма гнитопровод выходит в ненасыщенное состояние при токе вторичной обмотки, на величину, пропорциональную току первичной обмотки. Среднее значение напряжения на выходах 6 будет пропорционально величине входного тока.

По сравнению с известным предлагаемое усилительное устройство обладает новым качеством - более широким диапазоном изменения выходных напряжений и повьшенной надежностью работы.

ОПЕРАЦИОННОЕ УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее разделительноограничительный блок, состоящий из разделительного трансформатора, разрядного и масштабного резисторов и ограничительного элемента, первичная обмотка разделительного трансформатора «является первым входом устройства, первый вывод вторичной обмотки разделите ьного трансформатора через разрядный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, первый вывод масштабного резистора соедине.н с-первым выводом ограничительного элемента, отлича юще ее я тем, что, с целью расширения диапазона изменения выходных сигналов и повышения надежности,, в него введены п-1 разделительно-ограничительных блоков, соединенные последовательно генератор периодического напряжения, формирователь импульсов, сумматор, генератор, тока, причем в разделительный трансформатор каждого разделителцно-ограничительного блока введена дополнительная обмотка, в каждом разделительно-ограничительном блоке первый вывод вторичной об мотки соединен с вторым выводом масштабного резистора, второй вывод Ограничительного элемента подключен к шине нулевого потенциала, первичная обмотка разделительного трансформатора каждого разделительно-ограничительного блока, кромепервого, является соответствующим BxdftOM устройству, а первый вывод ограничительногоэлемента каждого разО) делительно-ограничительного блока является соответствующим выходом устс: ройства, дополнительные обмЬтки разделительных трансформаторов соединены последовательно, свободный вывод дополнительной обмотки разделительного трансформатора п-го разделительноограничительного блока подключен к шине нулевого потенциала, а свободный to вывод дополнительной обмотки разделию J тельного трансформатора первого разделительно-ограничительного блока под-, ключен к выходу генератора тока, втоОд рые выводы вторичн.ых обмоток разделительных трансформаторов разделительноограничительных блоков соединены с вы.ходом генератора периодического напряжения и с другим входом сумматора.