Устройство выделения срединного сигнала Советский патент 1985 года по МПК G06G7/14 

Изобретение относится к автомати ке и измерительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического управления и контроля повьшенной надежности. Известно устройство вьиеления срединного сигнала трех переменных, содержащее первую, вторую и третью входные шины, соединенные с анодами первого, второго и третьего диодов соответственно, катоды которых соединены с катодами четвертого, пятого, вестого диодов и через первый, второй и третий резисторы с шиной отрицательного потенциала, аноды четвертого, пятого и шестого диодов объединены и соединены через четвертый резистор с шиной положительного потенциала l . Недостатки устройства - низкая точность выделения срединного сигна ла на выходе схемы и зависимость работоспособности схемы от сопротив ления нагрузки. Относительная погреиность вьвделения срединного сигнала трех напряжений увеличивается с уменьшением сопротивления нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее первую, вторую и третью входные шины, соединен ные с анодами первого, второго и третьего диодов соответственно, катоды которых соединены с катодами четвертого, пятого и шестого диодов и коллекторами первого, второго и третьего п-р-п транзисторов соответ ственно, эмиттеры которых через пер вьй, второй и третий резисторы соединены с шиной отрицательного потен циала,, к которой присоединен анод с Ьабилитрона, катод которого соединен с базами первого, второго и третьего п-р-п транзисторов и через четвертый резистор с общей шиной, аноды четвертого, пятого и шестого диодов объединены с коллектором пер вого р-п-р транзистора и через пяты резистор соединены с общей шиной, эмиттер первого р-п-р транзистора через шестой резистор соединен с шиной положительного потенциала, ба за - с источником напряжения смещения и . Существенным недостатком известного устройства является больвшя в личина погрешности выделения среди 92 ного сигнала, обусловленная неравенством падений напряжений на диодах, а также конечной величиной сопротивления нагрузки, уменьшающей динамический диапазон устройства. Ошибка передачи срединного сигнала тем больше, чем больше величина напряжения срединного сигнала и меньше величина сопротивления нагрузки. Цель изобретения - повьш1ение точности вьщеления срединного сигнала и нагрузочной способности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство вьщеления срединного сигнала, содержащее первую, вторую и третью входные шины, соединенные с анодами первого, второго и третьего диодов соответственно, катоды которых соединены с катодами четвертого, пятого и шестого диодов и коллекторами первого, второго и третьего п-р-п транзисторов соответственно, эмиттеры которых через первый, второй и третий резисторы соединены с шиной отрицательного потенциала, к которой присоединен анод стабилитрона, катод которого соединен с базами первого, второго и третьего ц-р-п транзисторов и через четвертый резистор с общей шиной, аноды четвертого, пятого и шестого диодов объединены с коллектором первого р-п-р транзистора и через пятый резистор соединены с общей шиной, эмиттер Гтервого р-п-р транзистора через шестой резистор соединен с шиной положительного потенциала, введены второй р-п-р и четвертый п-р-п транзисторы, делитель напряжения, седьмой, восьмой и девятый резисторы, причем делитель .напряжения соединен параллельно пятому резистору, а средняя точка - с базой четвертого п-р-п транзистора, которого через девятый резистор соединен с шиной отрицательного потенциала, а коллектор через восьмой резистор с базами первого и второго р-п-р транзисторов и коллектором второго р-п-р транзистора, эмиттер которого через седьмой резистор соединен с шиной положительного потенциала. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит первую, вторую и третью входные шины 1-3, первый, второй, третий, четвертый , пятый и шестой упоры 4-9, первый, второй и третий п-р-п транзисторы 10-12 первый, второй и третий резисторы 13-15, шину 16 отрицательного потенциала, стабилитрон 17, четвертый и пятый резисторы 18 и 19, общую шину 20, первый р-п-р транзистор 21, шестой резистор 22, шину 23 положительного потенциала, второй р-п-р транзиЬтор 24, седьмой резистор 25, четвертый п-р-п транзистор 26, восьмой резистор 27, делитель напряжения на резисторах 28 и 29 и девятый резистор 30. Устройство выделения срединного сигнала имеет три выходных шины 1-3, на которые поступают три входных напряжения Uj, и2 H.U.j. Оно состоит из шести диодов 4 и7,5 и 8,6 и 9, включенных в каждом канале попарно встречно-последовательно. Точки встречного соединения диодов 4 и 7, 5 и 8,6 и 9 через транзисторы 10-12, включенные по схеме с общим змиттером, и через резисторы 13-15 подключены соответственно к отрицательной шине 16 источника питания п Стабилитрон 17 и ограничительный резистор 18 подключены к базам транзисторов 10-12 для создания постоянного напряжения смещения. Аноды выходных диодов 7-9 через нагрузочный резистор 19 подсоединены к нулевой шине источника 20 питания, а также к коллектору транзистора 21, эмиттер которого через резистор 22 соединен с шиной 23. База транзистора 21 соединена с общей точкой соединения базы и коллектора транзистора 24 с диодом включения, эмиттер которого через резистор 25 подключен к положительной шине 23. Коллектор транзистора 26 через резистор 27 также соединен с базой транзистора. База транзистора 26 подсоединена к общей точке соединения резисторов 28 и 29 делителя напряжения, другие конщ которых подсоединены к резистору 19, а эмиттер транзистора 26 через резистор 30 соединен с отрицательной шинс 16 источника питания Е|, . УстрсЛство работает следующим образом. Устройство работоспособно как для положительш 1х так и для отрицательных, сигналов напряжений U,, U. и U. При неравенстве входных напряжеНИИ U| и и только срединный из входных сигналов по величине (в данном случа:е U,)может проходить непосредственно на выход схемы через два открытых диода 5 и 8, в то время как на пути остальных сигналов имеется один запретный диод. Так, в каналах наибольшего сигнала Uj и наименьшего сигнала U запретными оказываются диоды 6 и 7 соответственно. Параметры схемы вибираются такими, чтобы всегда был открыт тот канал, на вход которого поступает срединный сигнал, а цепи прохождения наибольшего и наименьшего сигналов разомкнуты запертыми диодами. Задача вьщеления срединного сигнала решается, если величину тока, протекакицего через каждый диод, ограничить постоянной величиной. При подаче на входную шину 2 канала нулевого срединного сигнала U транзистор 26 открыт, рабочая точка находится в середине линейной части характеристики, выходное напряжение и„ равно нулю. При подаче на шину 2 канала максимального положительного срединного сигнала U- погрешность выходного напряжения на резисторе 19 была бы максимальная отрицательная, но при этом транзистор 26 максимально открыт, величина напряжения смещения на базе транзистора 21 увеличивается, что приводит к увеличению тока транзистора 21 на величинуf VRjj тока, отбираемого в резистор 19, что компенсирует ошибку. Таким образом, ошибка передачи срединного сигнала, обусловленная конечной величиной сопротивления нагрузки, компенсируется. При подаче на шину 2 канала максимального отрицательного срединного сигнала и погрешность выходного напряжения была бы максимальная положительная, но при этом транзистор 26 1«{нимально открыт, величина напряжения смещения на базе транзистора 21, обусловленная суммой падений напряжений на резисторе 25 и переходе э№1ттер-коллектор транзистора 21, уменьшается, что влечет за собой уменьшение тока транзистора 21 также на величину/l f 7/{(j / тока, отбираемого в резистор 19. S этом случае ошнбка передачи срединного сигнала также компенсируется. Таким образом.

УеТРОЙСТВО ВЬЩЁЛЕНИЯ СРЕДИННОГО СИГНАЛА, содержащее первую, вторую и третью входные вшяы, соединенные с анодами первого второго и третьего диодов соответственно, ка: тоДы кч7тор| ее соединены с катодами четвёртого, пятого и шестого диодов и кодпекторами первого, второго и третьего п-р-п транзисторов соответст ве«но, эмиттеры которых через первый, второй я третий резисторы соединены с виной отрицательного потенщала, к которой присоединен анод етабилитрона, катод которого соединён с базами первого, второго и третьего п-р-п транзисторов и через четвертьй резистор - с общей шиной, аноды четвертого, пятого и шестого диодов объединены с коллектором первого р-п-р транзистора и через пятый резистор соединены с общей шиной, эмиттер первого р-п-р тран зистора через шестой резистор соединен с шиной положительного потенциала. Отличающееся тем, что, с целью повьшемия точности выделения срединного сигнала и нагрузочной способности, в него введены второй р-п-р и четвертый п-р-п транзисторы, делитель напряжения, седьмой, восьмой и девятьй резисторы, причем делитель напряжения соединен параллельно пятому резистору, а средняя точка соединена с базой четвертого п-р-п транзистора, эмиттер которого через девятый резистор соединен с шиной отрицательного потенциала, а коллектор через восьмой резистор соединен с базами первого и второго р-п-р транзисторов и кол4 лектором второго р-п-р транзистора, СО эмиттер которого через седьмой рею зистор соединен с яшной положитель ного потенциала.