Развертывающий усилитель с гальваническим разделением цепей входа и выхода Советский патент 1986 года по МПК G06G7/12 

1

Изобретение относится к усилительным устройствам и может быть HC- пользовано в аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

На фиг. 1 изображена функциональная схема развертывающего усилителя с гальваническим разделением цепей входа и выхода на фиг. 2 - вариант технической реализации релейного зле- мента; на фиг. 3-5 - временные диаграммы сигналов.

Усилитель содержит сумматор 1, интегратор 2, релейный элемент 3, дополнительный релейный элемент 4, первый диффиренцирующий трансформатор 5, блок 6 питания, второй дифференцирующий трансформатор 7, делитель 8 частоты, вход 9 и выход 10, операционный усилитель 11, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертЬй 15 масштабные резисторы, шину 16 нулевого потенциала, вход 17, дополнитель- ,ный вход 18, выход 19 релейного элемента.

12

На фиг. 3, 4 и 5 обозначены:

выходной сигнал интегратора 2;

выходной сигнал релейного элемента 3

выходной сигнал дополнительного релейного элемента 4;

выходной сигнал первого разделительного трансформатора 5j

выходной сигнал блока 6 питания;

выходной сигнал второго дифференцирукидего трансформатора 7 i . выходной -сигнал делйт« ля 8 частоты,

сигнал на входе 9; сигнал импульсной помехи, период сигнала помехи.

yjU)

)У, (t)у, (t)у, (t)y,,t)yj,(t)

x(t) x,(t)

t.

uBi I-,

1

o

-2 t,

Л1

01

приращения функции y(t) момент времени действия сигнала помехи;

интервалы развертывающего преобразования; интервалы дискретизации (период усреднения выходных импульсов).

, 31518

Развертьшающий усилитель с гальва ническим разделением цепей входа и выхода работает следующим образом. Каскад, образованный сумматором 5 1, интегратором 2 и релейным элемен- трм 3, представляет собой автоколебательную систему с частотно-широтно- импульсной модуляцией. Амплитуда пилообразного сигнала на зыходе ин- 0 тегратора 2 ограничена порогами переключения +В релейного элемента 3 (фиг. За).

Релейный элемент 3 и дополнительный релейный элемент 4 выпол нены с 15 симметричными порогами переключения и неинвертирующей петлей гистерезиса. Их выходной сигнал меняется дискретно в пределах +А.

Репейный элемент 3 имеет дополни- 20 тельный вход 18 (фиг. 2). При наличии сигнала на этом входе релейный элемент 3 переключается в состояние, которое соответствует знаку сигнала на вьшоде второго разделительного 25 дифференцирующего элемента 7. На выходах первого и второго дифференцирующих трансформаторов 5 и 7 формируются импульсы малой длительности. Делитель 8 частоты вьтолнен с

коэффициентом деления и формирует на выходе сигнал типа меандр со средним нулевым значением.

Блок 6 питания содержит разделительный трансформатор, на выходе которого включена схема выпрямления и фильтр.

При нулевом уровне сигнала управления на входе 9 на выходе релейного элемента 3 формируется сигнал типа меандр со средним нулевым значением.

Наличие управляющего воздействия влечет за собой изменение скважности и периода следования импульсов на выходе релейного элемента 3 (фиг. За) а их среднее за интервал дискретизации значение достигает уровня, пропорционального величине сигнала управления на входе 9

Синхронно с моментом времени пере- ключения релейного элемента 3 на выходе первого дифференцирующего трансформатора 5 формируются дифференцирующие импульсы (фиг. ), под действием которых происходит срабатывание дополнительного релейного элемента 4, выходной сигнал которого повторяет форму импульсов на выходе релейного элемента 3 (фиг. 3a,S ).

Делитель 8 частоты преобразует выходной сигнал релейного элемента 3 (фиг. 4а,( ) в импульсы типа меандр со средним нулевым значением (фиг, 4 &,г ) , В блоке 6 питания вы- ходной сигнал делителя 8 частоть1 разделяется по постоянному току (фиг.4 е,), вьтрямляется (фиг, ус, - ) к фильтруется (фиг, 4и,«), Таким образом, формируется напряжение пита- ния дополнительного релейного элемента 4, а гальваническое разделение входа и выхода устройства производится с помощью первого дифференцирующего трансформатора 5 и трансформато- ра блока 6 питания,

Предположим, что на вход дополнительного релейного элемента 4 воздействует сигнал помехи (фиг, Зв), амплитуда которого достаточна для его принудительного переключения. Тогда на выходе 10 формируется поток импульсов (фиг, 3f), являющийся результатом воздействия на дополнительный релейный элемент 4 информативных импульсов со стороны его входа и сигнала внешней импульсной помехи (фиг, 35,6 )„ В результате происходит существенное искажение функции

преобразования устройства (, г ) ,

С целью исключения отмеченного недостатка в схему устройства введен второй дифференцирукнций трансформатор 7,

Рассмотрим диаграммы сигналов на фиг, 5, считая, То в момент времени t на вход дополнительного релейного элемента 4 действует импульсная

помеха с периодом t (фиг, 55), Тогда в момент времени Ц происходит ложное переключение дополнительного релейного элемента 4 (фиг, 5б ) и (вследствие изменения знака его выходного сигнала) на выходе второго дифференцирующего трансформатора 7 формируется дифференцирующий импульс положительной полярности (фиг. 5г ), Под действием импульса осуществляется переключение релейного элемента 3 в состояние, в котором находится дополнительный релейный элемент 4 (фиг, 5 i , 6. ) ,

За время t (фиг. 5а )

/йВ,

(1 -),

(1)

где 11, , о/ /x(t)/A/- нор- мированные значения приращения дВ и входного сигнала соответственно.

В интервале времени

йВ,

(1 +оС ),

где aBj /4Bj/A/, Тогда интервал

27

(2В - Qb, + 1 -V.

, (3)

Здесь В /В/А| - нормированное значение порога переключения релейного элемента 3,

Результирующий интервал дискретизации

г

+ t.

Чсс

Г 1 + 2Б,(1 +)}

(4)

где tf относительная величина периода сигнала помехи

. 2ВТи 1 с

Постоянная составляющая импульсов на выходе 10 10 за время составляет

- А

Hi

гг - tfl - t

ii.

-x(t).

(5)

т,е, введение второго дифференцирующего трансформатора 7 обеспечивает независимость функции преобразования от сигналов помехи. Это возможно благодаря тому, что релейный элемент 3 устанавливается в то же состояние, что и дополнительный релейный элемент 4.

Формула изобретения

Развертывающий усилитель с гальваническим разделением цепей входа и выхода, содержаний соединенные последовательно сумматор, интегратор, релейный элемент, делитель частоты, блок питания, выход релейного элемента подключен к первому входу сумматора, второй вход которого является входом развертывающего усилителя, выход релейного элемента подключен к входу первого дифференцирующего трансформатора, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения помехоустойчивости, в него введены дополнительный релейный элемент и второй дифференцирующий трансформатор.

512315186

причем выход первого дифференцирую-второй дифференцирующий трансформа- щего трансформатора подключен к вхо-тор соединен с дополнительным входом ду дополнительного релейного элемен-релейного элемента, выход блока пита, выход которого является выходом5 танин подключен ко входу питания до- развертывающего усилителя и черезполнительного релейного элемента.

Изобретение относится к усилительным устройствам с пшротно-им- пульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Устройство содержит соединенные последовательно тор, интегратор, релейнЕ элемент; делитель частоты и блок питания, первый дифференциальный трансформатор, выход релейного элемента соединен с первым входом сумматора, дополнительный релейный элемент и второй дифференцирующий трансформатор, включенный между выходом дополнительного репейного элемента и до- полнительньм входом релейного элемента, а выход блока питания подключен к шине питания-дополнительного релейного элемента. Повышение помехоустойчивости достигается за счет установления релейного элемента в тЬ же состояние, в котором находится дополнительный релейный элемент.5 ил. (Л ю со СП эо

fBlll

Ф1лг. 3

)0

a 0

IX U .jrrW

mrm.

a,(t)

Jlt(ti

jfjW xft)0

f-M-rft fL w

f5 0 -6

t г 0

t 90

r

y/ w

xJfW

a 0

,Составитель О.Отраднов

Редактор М.Келемеш Техред Л.Олейник Корректор М.Шароши

Заказ 2653/53 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

f к