Релейно-импульсное устройство Советский патент 1983 года по МПК G05B1/01 

с&

СХ)

ел

.РЕЛЕЙНО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее операционный усцлитель, инвертирующий вход которо:го подключен к первому выводу конденсатора и через первый резистор к выходу операционного усилитеЛ , неинвертирующий вход соединен че- . рез второй резистор с выходом операционного усилителя и через третий резистор - с источником входного напряжения, и двухполярный источник питания, крайние выходы которого подключены к соответствующий выводам питания операционного усилителя, а общая точка - к общему выводу устройства, отличающееся тем, что, .с целью повышения стабильности режимов работы устройства и расширения функциональных возможностей, введены пер- . вый и второй диоды и последовательно соединенные четвертый и пятый рег зисторы, включенные между общим выводом устройства и соответствующим (Л выводом двухполярного источника питания, а общая точка соединения четвертого и пятого резисторов связана с вторым выводом конденсатора, катоды первого и второго диодов подключены к общему выводу устр ойства, а аноды - к соответствующим входам операционного усилителя.

7 Фиг.1

Изобретение относится к электронным, устройствам автоматики и может быть использовано в системах автоматического управления объектами.

Известны импульсные стройст.ва, обеспечивающие получение выходных импульсов при наличии определенного потенциала на управляющем входе, содержащие .операционный усилитель, охваченный дифференциальной положительной обратной связью и резистивной отрицательной обратной связью, причем последовательно с резистором в цепи отрицательной обратной связи включен диод 1.

Недостатком таких устройств является отсутствие линейной зоны характеристики управления.

Наиболее близким к предлагаемому по своей сущности является генератор прямоугольных импульсов, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выводу конденсатора и через последовательно соединенные резистор и ограничитель на диодах - к выходу операционного усилителя, неинвертярующий вход - через реэистор положител ной обратной связи - к .выходу операционного усилителя и через резистор - к общей точке схемы, к которой также подключен другой вывод конденсатора, и двухполярный, источник напряжения 2,

Однако данное устройство характеризуется ограниченным диапазоном линейной зоны характеристики управления и невысокой стабильностью режимов работы генератора.

Цель изобретения - повышение стабильности режимов работы устройства и расширение функциональных возможностей .

Поставленная цель достигается тем, что в репейно-импульсное устройство, содержащее операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому выводу конденсатора и через первый резистор к выходу операционного усилителя, неинвертирующий вход соединен через второй резистор с выходом операдиОННОГХ5 усилители и через третий резистор - с источником входного на пряжения, и двухполярный источник питания, крайние выводы которого подключены к соответствующим выводам питания операционного усилителя а общая точка - к общему выводу уст ройства, введены первый и второй диоды и последовательно соединенные четвертый и пятый резисторы, включенные между общим выводом уст ройства и соответствующим выводсш двухполярного источника питания, а общая точка соединения четвертого и пятого резисторов связана, с вторым выводом конденсатора, катоды

первого и второго диодов подключены к общему выводу устройства, а аноды - к соответствующим входам операционного усилителя.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройстваf на фиг.2-статические характеристики управления, Ugj, (Upx); на фиг. 3 .временные диаграммы устройства, где (t) и Ug(t) соответственно

текущее значение выходного напряжения операционного усилителя и источника входного напряжения.

Релёйно-импульсное устройство содержит операционный усилитель 1,

конденсатор 2, первый 3, второй 4, третий 5 резисторы, источник 6 входного напряжения, двухполярный источник 7 питания, первый 8 и второй 9 дирдаа, последовательно соединенные

четвертый 10 и пятый 11 резисторы и шунтирующий диод 12.

Устройство работает следукнцим образом..

Полярность входного сигнала положительна (). При этом на выходе операционного усилителя потенциал положителен относительно общего вывода устройства, так как положительный потенциал неинвертирующего входа больше потенциала

ин вертирующего входа/ и входной сигнал Llj изменяется в сторону уменьшения.

При и вх точки подключения источника входного сигнала эквипотенциальны, но на выходе операционного усилителя потенцигш положителен, так как диоды 8 и 9 смещены в прямом на.правлении - первый по цепи: выход операционного усилителя

1, резистор 4 положительной обратной связи, диод 8, общий вывод уст- ройства, - а второй по цепи: выход операционного усилителя 1, резистор 3, диод 9, общий вывод устройства.

Так как диоды по типу выбраны различные (8 кремниевый, 9 германиевый ), то ввиду большего падения напряжения на смещенном диоде 8, чем

на диоде 9, положительный потенциал неинвертирукицего входа операционного усилителя больше потенциала инвертирующего входа. В случае применения диодов одного типа вместо диода 8 ставится два диода, включенных последовательно. Конденсатор 2 при этом заряжен до величины падения напряжения на резисторе 10 плюс падение напряжения на смещенном диоде 9.

При дальнейшем, понижении входного сигнала (Ugy 0), когда потенциал неинвертирующего, входа, задаваемый в этом случае соотношением сопротивлений резисторов 4 и 5, становится ниже потенциала инвертирующего входа (при этом диод 8 заперт определяемого относительно общего вывода устройства падением напряжения на смещенном диоде 9, операцион ный усилитель 1 переключается и заряженный конденсатор 2 разряжается по цепи: первый резистор 3, выход операционного усилителя 1, пятый резистор 11. Разряд конденсатора происходит до момента, когда отрицательный потенциал инвертирующего входа становится больше отрицатель ного потенциала неинвертирующего входа. При этом операционный усилитель опять переключается и конден,сатор начинает заряжаться, т.е. уст ройство работает в режиме генератор прямоугольных импульсов, параметры которых можно задать величиной емкости конденсатора 2 й- сопротивле нием первого резистора 3. При дальнейшем изменении входн го сигнала Ицх в сторону уменьшения, когда потенциал нейнвертируют щего ,входа при закрытом операционном усилителе становится равным потенциалу в точке соединения четвертого и пятого рези сторов, режим ге4 нерации прямоугольных импульсов пре кращается, так как в этом случае конденсатор 2 не заряжается. При этом на выходе операционного усили.теля потенцйсШ становится отрицательным относительно общего вывода. устройства. , Конденсатор 2 зашунтирован диодо 12, чтобы исключить перезаряд его обратной полярностью. Таким образом, порого перехода устройства из режима, когда потен-, циал на выходе операционного усилителя положительный, в режим генерации прямоугольных импульсов опреде- ляется соотношением второго и третьего резисторов 4 и 5 и Bbixt UH. 1 - К . величина выходного напряжения насыщенного операционного усилителя, когде потенциал на выходе операционного усилителя положительны потенциал на неинверти рующем входе.при насыщенном операционном Ус лителе , когда потенциа на выходе операционн с усилителя положительны в данном случае эта В)в личина равна падению н пряжения на смещенном диоде 9. Порог Перехода устройства в режим, да потенциал на выходе операционо усилителя отрицательный, опреяется величиной потенциала в точсоединения четвертого и пятого исторов, а также соотнойюнием рого и третьего резисторов 4 и 5 Мвмх - кинUg(,y - величина выходного напряжения насыщенного опера. ционного усилителя, когда потенциал на выходе операционного усилителя отрциательный} UH потенциал на неинверти.рующем входе при насыщенном операционном усилителе, когда потенциал на выходе операционного усилителя отрицательный, в данном случае эта ве личина равна потенциалув точке соединения четвертого и пятого резисторов . Длительности импульса t и паузы устройства в режиме генерации моугольных импульсов в зависимосот величины входного сигнала опеляются выражениями: Гч)| UBb.K+D-rUgTn 2UBbix |1 UBNX ( СК-О j - постоянные времени разряда и заряда} - модуль выходного напряжения Операционного усилителя. Предлагаемые режимы работы устства иллюстрируются временными граммами: временные диаграмма x(t) Uc(t) устройства при S: и вх (фиг. 3«) ; временные ди-i ммы Ufefc(x(t), Uc( t)устройства. UBX (фиг. 35) , U(t) - текущее значение напряжения на конденсаторе и -падение напряжения на диоде 9 в смещенном ре- жиме; Ug - падение напряжения на четвёртом резисторе.. рименение изобретения позволяет сит|. стабильность режимов рабостройства, улучшить его техниие характеристики, например точь

фиг.2

(JcU) USx.yex1

//f

X

OH

USirixd)