Развертывающий усилитель Советский патент 1984 года по МПК G06G7/12 

00 4

О 00

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при автоматизации технопогич ее ких пр оцесс ов.

Известен развертывающий усилител содержащий интеграт р, релейный элемент, перемножитель, фильтр Ц.

Однако этот усилитель обладает низкой помехоустойчивостью.

Наиболее близким к предлагаемому является развертывакяций усилитель содержащий сумматор, первый вход которого является входом развертывающего усилителя, второй вход подключен к выходу интегратора, соединенного -входом с выходом первого релейного элемента, подключенным через ключ к входу второго релейного элемента, выход которого является выходом развертывающего усилителя, управляющий вход ключа через блок управления соединен с выходом интегратора t2

Этот усилитель также характеризуется низкой помехоустойчивостью.

Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости ,

Поставленная цель достигается . тем, что в развертывающий усилитель, содержащий интегратор, первый релейный элемент, сумматор, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход сумматор.а является входом развертывающего усилителя, второй релейный элемент, выход которого является выходом развертывающего усилителя, введены дополнительный сумматор и усилитель с зоной нечувствительности, вход которого соединен с вторым уходом сумматора, выход усилителя с зоной нечувствительности подключен к первому входу дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом интегратора, выход первого релейного,элемента подключен к второму входу дополнительного сумматора, выход интегратора соединен с входом первого релейного элемента, выход сумматора подключен к входу второго релейного элемента.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого усилителя, на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы сигналов.

Схема содержит (фиг.О дополнительный сумматор 1, интегратор 2, первый релейный элемент 3, усилитель 4 с зоной нёчу1вствительности, сумматор 5, второй релейный элемент 6, вход 7, выход 8.

Развертывающий усилитель работает следующим образом.

Каскад, образованный дополнительным сумматором 1, интегратором 2 и первым релейным элементом 3 работает в режиме устойчивых автоколебаний и выполняет функции генератора несущей частоты. Первьй репейный элемент 3 имеет симметричные относительно нулевого уровня пороги переключения fo. Выходной сигнал первого релейного элемента 3 меняется по знаку в пределах, определяемых напряжением источ- ника питания.

Пилообразное выходное напряжение интегратора 2 служит для управления моментами переключения второго релейного элемента 6 и совместно с сигналом с входа 7 подается на вход сумматора 5.

При отсутствии напряжения на входе 7 пилообразный сигнал на выходе

сумматора 5 сийметричен относительно нуля, что приводит к формированию на выходе 8 импульсов со средним нулевым значением.

Наличие сигнала управления на

входе 7 влечет за собой вертикальное смещение сигнала пилы на выходе сумматора 5. В результате изменяется скважность импульсов на выходе 8, а их постоянная составляющая устанавливается пропорциональной уровню сигнала управления.

Для повьшения помехоустойчивости введен усилитель 4 с зоной нечувствительности.

Предположим, что на вход 7 воздействует сигнал помехи Х(ь) (фиг.2а) со средним нулевым значением, амплитуда положительного импульса которого превьппает допустимое значение Хл входного сигнала. Для упрощения временных диаграмм сигналов помеху Xf,{t) представим в виде прямоугольных импульсов положительной и отридательной полярности ). Полагаем, что выполняется условие

Хп Х, ,

где Х(,, Хд - амплитудное значение импульсов сигнала помехи Xn(t).

Считаем также, что зона нечувствительности усилителя 4 соответствует величине допустимого входного сигнала ±Xq При отсутствии усилителя 4 с зоной нечувствительности сигнал помехи Xq(t) (фиг.2а) вызывает появлени на выходе 8 сигнала ошибки - дХср (фиг.2г). Происходит это вследствие того, что амплитуда Хг помехи Xn(t) превосходит допустимую зону +Хи изменений сигнала на входе 7 и, кррме того, длительность импульса Xf меньше периода выходного сигнала. Поэтому релейный операционный усилитель не в состоянии отработат среднюю величину импульса xj,. В то же время -составляющая Х(, помехи Xn(t) (фиг.2а) по дпительности превьш1ает период автоколебаний (фиг.2й и сигнал на выходе сумматора 5 (фиг.2в) вмещается относительно нулевого уровня в отрицательном напра лении . Это влечет за,собой изменени скважности выходных импульсов (фиг.2г) и появление на выходе 8 сигнала ошибки - Для устранения указанного недостатка служит усилитель 4 с зоной нечувствительности. При появлении импульса Хп на выходе усилителя 4 с зоной нечувствительности формируется сигнал, про порциональный разности между амплитудой сигнала помехи и допустимым входным сигналом (фиг.2). Воздействие сигнала Yi,,(t) (фиг.2 на вход дополнительного сумматора 1 вызывает изменение производной выхо ного сигнала интегратора 2 (фиг.2е) В частности, если знаки сигналов Yц(t) (фиг.2д.) и Y3,(t) (фиг.2е) не совпадают, то темп нарастания выход ного сигнала интегратора 2 в интервале времени tn уменьшается (фиг.2л,е), что влечет за собой увеличение длительности t импульса Y(t) (фиг.) до значения t (фиг.2е). В результате длительности t выходного импульса положительной полярности (фиг.2г) возрастает до уровня t/n (фиг.2) и на выходе 8 за время примыкающего цикла преобра зования формируется сигнал ошибки +дХсрположительного значения, кото рый стремится частично или полностью компенсировать ошибку - последующем цикле , развертывающего преобразования (фиг.2,). Таким образом, результирующая погрешность работы, вызванная сигналом помехи, уменьшается. Учитывая, что репейный операционный усилитель является существенно нелинейным звеном, степень его помехоустойчивости будет зависеть от взаимного положения во время сигналов Xn(t) и Y-}(t) (или YjCt)) (фиг.2а(,сГ и фиг. За,б). Предположим, что сигнал помехи, в частности его импульсная составляющая Xq (фиг.З ) прикладывгхется на вход 7 в интервале времени совпадения знаков сигналов Хд (фиг.З ) с Y(t) (фиг.З ). Тогда импульс Х препятствует переключению второго релейного элемента 6 в момент времени перехода сигналом Y2(t) (фиг.З ) нулевого уровня (см.фиг .Зь,г) Это увеличивает длительность пложительного импульса выходного сигнала на величину A.t (фиг.З.г). Далее изменение скважности сигнала на выходе 8 обусловлено импульсом Хп сигнала помехи (фиг.За,г). Наличие сигнала на выходе усилителя 4 с зоной нечувствительности в данном случае влечет за собой рост в интервале t производной сигнала интегратора 2 (фиг.Зд), что приводит к уменьшению времени t формирования импульса Y-i,(t) положительной полярности (фиг.3л.) по сравнению со значением t (фиг.З;), которое имело место при отсутствии корректирующего сигнала на выходе усилителя 4 с зоной нечувствительности. В рсяультате интервал времени t-j (фиг.Зг) уменьшается до величины (фиг.Зл) и результирующая ошибка работы снижается. Таким образом, по сравнению с устройством-прототипом предлагаемый развертывающий усилитель обладает более высокой помехоустойчивостью.

а

ж

РАЗВЕРТЫВАЮШЗЙЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий интегратор, первый релейный элемент, сумматор, первый вход которого соединен с вьсходом интегратора, второй вход сумматора.двляется входом развертьшающего усилителя второй релейный элемент, выход которого является выходом развертывающего усилителя, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены дополнительный сумматор и усилитель с зоной нечувствительности, вход которого соединен с вторым входом суммато за, выход усилителя с зоной нечувствительности подключен к первоii му входу дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом интегратора, выход первого релейного элемента подключен к второму входу дополнительного сумматора, выход ин(Л тегратора соединен с входом первого релейного элемента, вькод сумматора подключен к входу второго релейного элемента.