Устройство для воспроизведения релейной характеристики с зоной нечувствительности Советский патент 1983 года по МПК G06G7/25 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании нелинейных систем автоматического регулиров-ания. Известны устройства для воспроизведения релейных характеристик с нечувствительностью, содержащие операционные усилители, резисторы, диодные блоки и потенциометры Известно устройство, в котором ре зультирующая характеристика является суммой двух смещенных по оси аргумента релейных характеристик, содержащее два операционных усилителя с нелинейными-обратными связями и суммирующий усилитель рГ) . Недостатком устройства является сложность схемы (три операционных усилителя) и недостаточная точность, обусловленная конечным сопротивление открытых диодных цепей,из-за чего ветви ;релейной характеристйки имеют наклон, причем из-за суммирования сигналов двух цепей наклон удваивается.. Наиболее близким по технической сущности k изобретению является устройство для воспроизведения релейной характеристики с зоной нечувствитель ности, содержащее операционный усили тель, резистор обратной связи, включенный между входом и выходом операционного усилителя, входные резисторы, у которых одни выводы. подк.пючены к входу операционного усилителя, а другие соединены соответственно с анодом первого диода и катодом второ го диода,-потенциометры, средние Выводы которых соединены соответстве йо с катодом и анодом указанных диодов, одни крайние выводы потенциомет ров подключены соответственно к поло жительному и отрицательному опорным напряжениям, а другие крайние выводы соединены между собой- и являются входом устройства. . Устройство содержит также вторую пару потенциометров, у которых одни крайние выводы подключены к выходу операционного усилителя, другие край ние выводы - соответственно к положительному и отрицательному опорным напряжениям, а средние выводы подсоединены соответственно к катоду третьего диода и аноду четвертого диода Вторые выводы этих диодов подключены к входу операционного усилителя (2 . Однако статическая характеристика известного устройства также отличается от Идеальной релейной характеристики с зоной нечувствительности, Целью изобретения является позышение точности. Указанная цель достигаетсй тем, что устройство для воспроизведения релейной характеристики с зоной нечувствительности, содержащее первы операционный усилитель, в цепь обрат ной связи которого включен первый масштабирующий резистор, первый и второй потенциометры, включенные между выходом первого операционного усилителя и шинами положительного и отрицательного опорного напряжения соответственно, средний вывод первого потенциометра соединен с катодом первого коммутирующего диода, средний вывод второго потенциометра Ь анодом втойрго коммутирующего диода, анод первого и катод второго коммутирующих диодов соединены с входом первого операционного усилителя, третий и четвертый потенциометры, включенные между входом устройства и шинами положительного и отрицательного опорного напряжения соответственно, средний вывод третьего потенциометра соединен с катодом третьего коммутирующего диода, средний вывод четвертого потенциометра соединен с анодом четвертого коммутирующего диода, анод третьего и катод четвертого коммутирующих диодов через второй и .третий масштабирующие резисторы соответственно соединены с входом первого операционного усилителя, содержит второй операционный усилитель, четвертый, пятый, шестой иседьмой масштабирующие резисторы, при этом вход второго операционного усилителя через четвертый масштабирующий резистор соединен с выходом первого операционного усилителя, через пятый - с анодом третьего коммутирующего диода, через шестой - с катодом четвертого коммутирующего ди.ода и через седьмой масштабирующий резистор - с выходом второго опера- . ционного усилителя. На чертежепредставлена схема устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, масштабирующие резисторы 2-4, коммутирующие диоды 5 и 6, потенциометры 7-10, коммутирующие диоды 11 и 12, операционный усилитель 13, масштабирующие резисторы 14-17. Устройство работает следующим образом,. Пока входное напряжение Ug по величине не превышает напряжения отпирания диодов 5 и б, напряжение на выходе устройства отсутствует. Если входное напряжение превышает соответствующее пороговое напряжение, то открывается один из диодов 5 или б в зависимости от полярности входного напряжения, и сигнал поступает на вход операционного усилителя 1. Пройдя через усилитель, сигнйл инвертируется и скачкообразно увеличивается за счет зиачительного коэффициента передачи, определяемого отношэнием сравнительно большого сопротивления обратной связи (резис-; тор 2) и сравнительно малого входно го сопротивления (резисторы 3 или 4 При превышении сигналом на выходе операционного усилителя 1 напряжения ограничения открывается один из диодов 11 и 12 и усилитель переходит в режим ограничения. Сопротив ление обратной связи шунтируется открытой диодно-резисторной цепоч- ; кой, резко уменьшая коэффициент передачи усилителя. Однако за счет соизмеримости сопротивления открывмейся диодно:резисторной цепочки и входного сопр :тивления (резисторы 3 или 4) операционный усилитель 1 в режиме ограни чения обладает отличным от нуля коэ фициентом передачи, и сигнал на выходе операционного усилителя 1 продолжает увеличиваться при возрастании входного напряжения. Напряжение с выхода операционного усилителя 1 подается через резистор 14на вход операционного усилителя 13, работающего в режиме суммирования. На вход операционного усилителя 13 подается также через резисторы 15или 16 (в зависимости от полярности входного сигнала) напряжение с входа усилителя 1, имеющее противоположный знак выходному напряжению операционного усилителя 1. Величины резисторов 15 и 16 подбираются таким образом, чтобы компенсировать изменение выходногЬ напряжения в режиме ограничения. Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется возможностью более точного воспроизведения характеристик релейного элемента и их учета при исследовании систем регулирования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ С ЗОНОЙ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, содержащее первый операциолннй усилитель, в цепь о6ра:тной связи которого включен первый масштабирующий резистор, первый и второй потенциометры, включенные между выходом первого операционного усилителя и шинами положительного и отрицательного опорного напряжения соответственно, средний вывод первого потенциометра соединен с катодом первого кока1утирую1цего диода, средний вывод второго потенциометра - с ано- дом второго коммутирующего диода, анод первого и катод второго коммутирующих диодов соединены с входом первого операционного усилителя, третий и четвертый потенциометры, включенные между входом, устройства и шинами положительного и отрицательного опорного напряжениясоответственно, срюдний вывод третьего потенциометра соединен с катодом третьего коммутирунидего диода, средний вывод четвертого потенциометра соединен с анодом четвертого коммутирующего диода, анод третьего и катод -Четвертого ксммуткрующих диодов через второй и третий масштабирукяцие резисторы соответственно соединены с входом первого операционного, усилителя,- о т л ичающееся тем, что, с целью повьаяения точности, устройство содержит второй оцерационный усилитель, четвертый, пятый, шестой и седьмой масштабирующие резисторы, при этом с вход второго операционного усилителя через четвертый масштабируквдий резистор соединен с выходом первого операционного усилителя, через пятый С анодом третьего коммутирутадего диода, через шестой - с катодом четсл вёртого коммутирующего диода и через 1 седьмой масштабирукяций резистор с выходом второго операционного усир лителя. 00

гН Ж