Устройство для определения максимального напряжения Советский патент 1983 года по МПК G06G7/02 G01R19/04 

Изобретение относится к автоматй ке, кибернетике, технике многоканал ной связи. Известно устройство для селекции и аксимального напряжения, обеспе:чиваю1цее выбор максимального напряжения из множества сигналов потенциометрических датчиков. Сравниваемые напряжения подаются на базы тра зисторов. Транзисторы в качестве нагрузки имеют реле -или сигнальные лампы для индикации канала с наибол шим сигналом. В цепи питания транзи торов включено общее балластное сопротивление. Поэтому в открытом сос тоянии находится только один транзистор, на базу которого подано мак симальное напряжение l , Однако устройство имеет малую разрешающую способность, обусловлен ную небольшим коэффициентом усиления транзисторов. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения максимального напряжения, содержа-, шее дифференциальные операционные усилители, на неинвертирующие входы которых через делители напряжения Iподаются сравниваемые напряжения, выходы усилителей через диоды и через общий резистор обратной связи соединены с инвертирующими входами усилителей, на которые через масшта ный резистор подается опорное напря жение. Выходы усилителей 5твляются и дикаторными выходайи устройства. При подаче на входы устройства исследуемых напряжений на входе одного из усилителей напряжение максимально и в случае, если оно превы шает величину опорного напряжения, на.выходе данного усилителя напряжение изменяет полярность на положительную, в то время как на выходах остальных усилителей напряжение относительно. При возрастании напря жения на выходе усилителя с максимальным напряжением на его входе он достигает напряжения отпирания диода, последний открывается выходное напряжение усилителя через резистор обратной связи г оступает на инвертирующий вход усилителя и на выходную-шину устройства. После перехода усилителя в режим линейного усиления на выходной шине устройства напряжение пропорционально максимальному из исследуемых напряжений. Наличие положительного напряжения на выходе усилителя используется для индикации канала с максимальным входным напряжением 2). Однако известное устройство отличается недостаточной точностью определения величины максимального напряжения, так как значение выходного напряжения пропорционально, а не равно ему и, кроме того, зависит. от параметров схемы - от коэффициента передачи дифференциального усилителя, параметров усилителя и параметров диодов. Причем при из- . менении по величине априорно неизвестных величин входных напряжений и ненулевом опорном напряжении возможны ситуации, когда величина опорного напряжения больше максимального входного напряжения, и в этом случае напряжение на выходе, не пропорциональнр максимальному входному -напряжению и отсутствует индикация канала с максимальным напряжением. Цель изобретения - повышение точности определения, величины максимального Напряжения и повышение надежности за счет исключения возможности, неверной индикации канала с максимальным напряжением. Цель достигается тем, что устройство для определё 1ия максимального напряжения, содержащее 1 операдион-, ных усилителей,, и коммутирующих диодов, И делителей, через каждый из которых соответствующая входная шина устройства соединена е неинвертирующим входом соответствующего операционного усилителя, выходы операционных усилителей, являющиеся индикационными выходами устройства, через соответствующие коммутирующие диоды соединены с первым выводом первого масштабирующего резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующими входами п операционных усилителей и с первым выводом второго масштабирующего резистора, Содержит усилитель и и -1 блоков выбора максимального напряжения, причем первая и вторая входные шины устройства соединены с входами первого блока выбора максимального напряжения, а входы каждого f -го блока выбора максимального напряжения, 2, ..,, п -1, подключены к выходу (V-l)-rp блока И K(I +1)-й входной шине устройства, а выход (vi-l)-ro блока выбора максимального Напряжения, являющийся информационным выходом устройства, через у си-литель соединен с вторым выводом резистора опорного напряжения. Кроме того, блок выбора максимал ного напряжения содержит сумматор , вычитатель, сумматор абсолютньпг величин и делитель напряжения, первый вход блока соединен с первыми входами сумматора и вычитателя, второй вход блока соединен с вторыми входами сумматора и вычитателя, выходы сумматора и качитахеля соеди-, нены с соответствующими входами сумматора абсолютных величин, jвыxoд которого соединен с входом делителя напряжения, выход которого является выходом блока. На чертеже представлена блок-схе-, ма устройства для определения максимального напряжения в различных каналах для конкретного случая, ког да количество каналов равно четырем ().

Устройство содержит три блока 1 выбора максимального напряжения, каждый из которых включает сумматор 2, вычитатель 3, сумматор 4 абсолютных величин и делитель 5 напряжения с коэффициентом деления 0,5. В состав, устройства входят также , операционные усилители 6-9, делители 10-13, второй масштабирующий резистор 14, усилитель 15, коммутирующие диоды 16-19, первый масштабирукадий резистор 20.

Устройство работает следукнаим образом.

На выходе каждого из блоков 1 . .величина напряжения равна наибольшему из двух его входных напряжений Поэтому на информационном выходе устройства величина напряжения равна максимальному из всех сравниваегмых напряжений на его входах.

Напряжение с информационного выхода устройства подается на вход усилителя 15 для формирования на его выходе опорного напряжения. Для исо едуемых напряжений положительНО.Й полярности у усилителя 15 используется неинвертирующий вход. Выбором ;коэффициента усиления усилителя 15 всегда можно добиться того, что опорное напряже.ние меньше максимального .напряжения на входе одного из операционных усилителей 6-9. Следовательно, в устройстве автоматически выполняется условие для правильной индикации канала ,с максимальным напряжением, при котором необходимо, чтобы на входе операционного усилителя этого канала напряжения было больше, чем опорное напряжение.

В этом случае для исследуеюлх напряжений положительной полярности все усилители 6-9, креме усилителя, на входе которого напряжение максимально, остаются в режиме насыщения отрицательного сигнала, а на их выходах будет напряжение, близкое к напряжению отрицательного источника .питания. У усилителя с максимальным напряжением на его входе выходное напряжение изменяет поляр- j ность на положительную и начинает возрастать, так как обратная связь усилителя разомкнута и его коэффи5 циент усиления достаточно велик. Когда возрастающее выходное напряжение этого усилителя достигает напряжения отпирания диода, подключенного анодом к его выходу, диод откры10 вается и выходное .напряжение усилителя начинает поступать через резистор 20 обратной связи на инверти- рующий вход усилителя. Напряжение на выходе возрастает до тех пор,

5 пока напряжение на инвертирующем входе не становится равным нулю по отношению к общей шине питания. Наличие положительного напряжения на выходе данного усилителя указывает на канал, в котором напряженке

максимально.

Устройство для определения мак.симального напряжения из сигналов . отрицательной полярности отличается тем, что у усилителя 15 ис5 пользуется для подключения инвертирующей вход, а диоды 16-19 включаются в обратной полярности - като дами к выходам усилителей 6-9.

Таким образом, предлагаемое уст0 ройство позволяет непосредственно передавать максимальное из исследуемых напряжений на информационный выход устройства, что обеспечивает, более точное определение ве5 личины Максимального напряжения,

так как тем самым исключается зависимость величины выходного напряжения, .от коэффициента пропорциональности, определяемого параметрами дифферен- циального усилителя.

0

Кроме того, в устройстве повышена достоверность Индикации канала с.максимальным напряжением за счет автоматического обеспечения необходимого соотношения между опорным на5 пряжением и максимальным нащэяжением на входах операционного усилителя, индицирующего канал с максимальным напряжением. Это и определяет техиико-эконОмический эффект от использо0 вания изобретения.

fa

13