Устройство усиления-ограничения Советский патент 1987 года по МПК G06G7/25 

Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике, а именно к устройствам для ограничения пиковых значений электрических величин, и может быть использовано в быстродейст- вующих специализированных вычислителях на микроминиатюрных интегральных усилителях постоянного тока.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена схема устройства усиления-ограничения; на фиг. 2 - статическая характеристика устройства с входа на выход ; на фиг. 3 - теоретические эпюры выходных сигналов на выходе операционного усилителя и устройства при гармони- ческом входном сигнале.

Устройство (фиг. 1) содержит операционный усилитель (ОУ) 1, входной масштабный резистор 2, одним выводом подключенный к инвертирующему входу ОУ 1, а другим - к входу устройства, резистор 3 обратной связи, резистивный делитель 4 напряжения, цепь вспомогательной обратной связи, состоящая из первого коммутирующего диода 5 и дополнительного резистора обратной связи 6, второй ком мути- рующий диод 7, фиксирующий диод 8 и то- козадающий резистор 9.

Устройство работает следующим образом.

До тех пор пока входное напряжение UBX остается отрицательным, второй ком мутирующий диод 7 открыт и выходное напряжение ОУ1 подано через него на выход устройства. Диоды 5 и 8 смещены в обратном направлении, т.е. закрыты. Выходное напряжение устройства через резистор 3 об

ратной связи подано на инвертирующий вход

ОУ1, благодаря чему обеспечивается линейный режим усиления (левая ветвь характеристики на фиг. 2). При изменении входного сигнала, когда UBX становится положительным, закрывается коммутирующий диод

7,разъединяя выход ОУ1 от выхода устройства. Открывается фиксирующий диод

8,фиксируя выходное напряжение устройства на уровне Ш (прямое падение напряжения на диоде 8, правая ветвь на фиг. 2). Открывается коммутирующий диод 5 и вы- ходное напряжение ОУ1 через дополнительный резистор 6 обратной связи поступает

на инвертирующий вход ОУ1. Вспомогательная обратная связь, состоящая из коммутирующего диода 5 и резистора 6 обрат

0 5

0

5

Q

5

ной связи, подключенная к выходу резис- тивного делителя 4 напряжения, при выборе параметров ее элементов, эквивалентных па- ра.метрам основной обратной связи, обеспечивает такой же коэффициент передачи сигнала UBX на выход ОУ1 в режиме ограничения, как и в режиме усиления. В результате форма напряжения на выходе ОУ1 почти совпадает с формой напряжения на входе и спектр выходного сигнала ОУ1 мало отличается от спектра входного сигнала. На фиг. 3 приведены теоретические эпюры напряжения на выходе ОУ1 (верхняя ветвь) и на выходе устройства усиления-ограничения (нижняя ветвь) для случая синусоидального сигнала на входе. Таким образом, при вхождении устройства в режим ограничения ОУ1 продолжает работать в линейном режиме.

Формула изобретения

Устройство усиления-ограничения, содержащее операционный усилитель, входной масштабный резистор, первый коммутирующий диод,токозадающий резистор, резистивный делитель напряжения и последовательно соединенные второй коммутирующий диод и резистор обратной связи, включенные между выходом операционного усилителя и его инвертирующим входом, подключенным через входной масштабный резистор к входу устройства, резистивный делитель напряжения включен между выходом операционного усилителя и источником напряжения смещения и подключен выходом к первому выводу первого коммутирующего диода, включенного встречно по отношению к второму коммутирующему диоду, общий вывод второго коммутирующего диода и резистора обратной связи подключен через токозадающий резистор к источнику напряжения смещения и является выходом устройства, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия оно содержит дополнительный резистор обратной связи и фиксирующий диод, который включен между выходом устройства и шиной нулевого потенциала встречно по отношению к второму коммутирующему диоду, дополнительный резистор обратной связи включен между вторым выводом первого коммутирующего диода и инвертирующим входом операционного усилителя.

+ 6ы

О

Х

Фи2.2

Изобретение относится к области аналоговой и аналого-вычислительной техники и может быть использовано в быстродействующих специализированных вычислителях на микроминиатюрных интегральных усилителях постоянного тока. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Схема устройства усиления-ограничения содержит операционный усилитель Hex г 1, входной масштабный резистор 2, резистор обработки связи 3, резистивный делитель 4 напряжения, коммутирующий диод 5,дополнительный резистор обратной связи 6,коммутирующий диод 7, фиксирующий диод 8, токозадающий резистор 9. Новым в устройстве является то, что в него введены фиксирующий диод и цепь дополнительной обратной связи, состоящая из дополнительного резистора обратной связи и коммутирующего диода. Цель изобретения достигается за счет того, что усилитель 1, используемый в устройстве, работает только в линейном режиме коэффициент передачи сигнала с входа устройства на вход усилителя 1 остается постоянным как в режиме ограничения, так и в режиме усиления. Форма спектра сигнала на входе устройства и на выходе усилителя 1 практически одинакова. Цри этом выходной сигнал переходит .в режим ограничения за счет запирания коммутирующего диода, фиксируется на уровне прямого падения напряжения на фиксирующем диоде, а неизменность коэффициента передачи обеспечивается вспомогательной обратной связью 3 ил. Utt/x ig (Л со д; 00 сд СП

%/х улт

6/х ycf

Фиг.