Демультиплексорный решающий усилитель Советский патент 1987 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в качестве аналогового демультиплексора для адресного воспроизведения по различным выходным каналам операций дифференцирования, интегрирования и масштабирования, для автоматического нереключения поддиапазонов и пр.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей peinaioniero усилителя за счет выбора режима его работы от информативного параметра входного сигнала.

На фиг. 1 показан упрощенный вариант ре1нающего усилителя; на фиг. 2 - схема аналогового релейного элемента; на фиг. 3 -- схема предлагаемого обобщенного варианта решающего усилителя.

Схема демультиплексорного решающего усилителя (фиг. 1) содержит операционный усилитель 1, п - 1 аналоговых релейных элементов 2i,...,2,, входной операторный двухполюсник 3, п операторных двухполюсников 4i,...,4,i обратной связи, делитель 5 напряжения, содержащий последовательно соединенные резисторы 5|, 52,..., 5„.-,, источник 6 опорного напряжения, птну 7 нулевого потенциала, выходы 8|, 82,..., 8„. Каждый аналоговый релейный элемент 2 (фиг. 2) содержит компаратор 9, подключенный выходом к управляющему входу переключателя 10. Обобщенный вариант решающего усилителя (фиг. 3) дополнительно содержит функциональный преобразователь 11. Источник 6 опорного напряжения в нем выполнен циф- роуправляемым и содержит, например, декодер 12 и источник 13 напряжения.

Решающий усилитель (фиг. 1) работает следующим образом.

К инвертирующему входу операционного усилителя 1 подключены одни из выводов входного операторного двухполюсника 3 и операторных двухполюсников 4, обратной связи. Второй вывод входного операторного двухполюсника 3 подключен к входу решающего усилителя, вторые выводы операторных двухполюсников 4; подключены к i-м выходам 8; решаю.щего усилителя. Между входом делителя 5 напряжения и шиной 7 нулевого потенциала включен источник 6 опорного напряжения.

С первого 5i, второго 52 и т.д. резисторов делителя 5 напряжения снимаются соответственно напряжения

и, и. из ... и„ , Uo, где Uo - напряжение источника 6.

Если напряжение U, (i 1, 2,..., п-1) на первом (неинвертирующем) входе компаратора 9 аналогового релейного элемента 2/ (рег улятора) больше напряжения на его втором (инвертирующем) входе, то переключатель 10 находится в верхнем (фиг. 2) положении. Если напряжение U. меньще напряжения на втором входе компаратора, то

переключатель 10 переключается в нижнее (. 2) положение.

При и Ui (где и - входное напряжение, подаваемое на вторые входы компа5 раторов 9) переключатели 10 всех аналоговых релейных элементов 2, (реляторов) переключаются в верхнее положение и к выходу операционного усилителя 1 (фиг. 1 и 3) через переключатель первого элемента 2| присоединен второй вывод первого операторного двухполюсника 4|. Это соответствует включению первого выхода 8i рещающего усилителя и отключению всех остальных его выходов. При этом выходное напряжение на первом выходе 8|

Е| - , Е,. - О (),

-

где .Z2I - сопротивление первого операторного двухполюсника обратной связи;

0 - сопротивление входного операторного двухполюсника 3. Если Ui и U2, то переключатель 10 первого аналогового релейного элемента 2i переключается в нижнее (фиг. 2) положение, а переключатели остальных аналоговых релейных элементов 2, находятся в верхнем (фиг. 2) положении. Это соответствует включению второго выхода 82 решающего усилителя и отключению его остальных выходов, т.е. Е2 -Z22 IJ/Zi, Е; О (), где

Q 22 - сопротивление второго операторного двухполюсника 42.

Если U2 и УЗ, то к выходу операционного усилителя 1 подключается третий операторный двухполюсник 4з и ЕЗ -Z23 U/Zi, Е, О (i 3) и т.д.

Таким образом, весь допустимый диапазон изменений входного напряжения U разбивается на п участков(-00. Ui), (Ui, U2), (IJ2, Уз),..., (и„.2, LU), (и„-ь со) и открывается тот канал, номер которого совпадает с номером участка, в который попа0 дает входное напряжение U.

В решающем усилителе (фиг. 1) переключение выходных каналов осуществляется по текущим значениям входного сигнала (информативным параметром управления являются заданные уровни входного сигнала).

Функциональные возможности устройства (фиг. 1) могут быть расщирены при соединении входа рещающего усилителя с вторыми (инвертирующими) входами компараторов 9 через функциональный преобразоQ ватель 11 и при питании делителя 5 напряжения от цифроуправляемого источника 6 опорного напряжения.

При наличии функционального преобразователя 11 управление переключением выходного канала может осуществляться по

5 эффективному значению U входного сигнала U (тогда преобразователь 11 является линейным преобразователем переменного напряжения в постоянное напряжение по уровню эффективного значения - преобразователя эффективных значений), по средневы- прямленному значению Ucp входного сигнала (тогда преобразователь 11 является преобразователем средневыпрямленных значений), по амплитудному значению UM входного сигнала и (тогда преобразователь 1 является преобразователем амплитудных значений), по абсолютному значению (LJ) входного сигнала и (тогда преобразователь

формационному входу и к соответствующим п выходам демультиплексорного решаю щего усилителя, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с шиной ну- с левого потенциала демультиплексорного решающего усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выбора режима работы от информативного параметра входного сигнала, в него введены цифроуправляемый

является формирователем модуля), по задан- 0 источник опорного напряжения, функционому нелинейному закону переключения выходных каналов (тогда преобразователь 11 воспроизводит заданную нелинейную функцию f (и)) и т.д.

Переключение входных каналов в решающем усилителе (фиг. 3) в заданные моменты времени осуществляется с помощью подачи в эти моменты времени кодового сигнала на вход цифроуправляемого источника 6 опорного напряжения.

Формула изобретения

Демультиплексорный решающий усилитель, содержащий операционный усилитель.

входной операторный двухполюсник, п one- 5 релейного элемента соединен с i-м средним

раторных двухполюсников обратной связи и (п- 1) аналоговых релейных элементов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющему входу переключателя, первые выводы входного операторного двухполюсника и п операторных двухполюсников обратной связи соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, а их вторые выводы подключены соответственно к инвыводом делителя напряжения, вторые входы компараторов всех аналоговых релейных элементов объединены и подключены через функциональный преобразователь к информационному входу демультиплексорного ре- 30 усилителя, а вторые выходы переключателей всех аналоговых релей-ных элементов соединены с соответствующими выходами демультиплексорного решающего усилителя.

формационному входу и к соответствующим п выходам демультиплексорного решаю щего усилителя, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с шиной ну- левого потенциала демультиплексорного решающего усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выбора режима работы от информативного параметра входного сигнала, в него введены цифроуправляемый

источник опорного напряжения, функциональный преобразователь и делитель lianpH- жения, вход которого подключен к выходу цифроуправляемого источника опорного напряжения и к первому в.ходу компаратора

5 (п-1)-го аналогового релейного элемента, первый выход переключателя которого соединен с п-м выходом усилителя, первый выход переключателя i-ro (i 1, 2 п-2)

аналогового релейного элемента соединен с информационным входом переключателя

0 (i 1)-го аналогового релейного элемента, а информационный вход переключателя первого аналогового релейного элемента подключен к выходу операционного усилителя, первый вход компаратора i-ro аналогового

выводом делителя напряжения, вторые входы компараторов всех аналоговых релейных элементов объединены и подключены через функциональный преобразователь к информационному входу демультиплексорного ре- 0 усилителя, а вторые выходы переключателей всех аналоговых релей-ных элементов соединены с соответствующими выходами демультиплексорного решающего усилителя.

Фиг.2

Изобретение может быть использовано в качестве аналогового демультиплексора для автоматического переключения поддиапазонов входного сигнала для воспроизведения по различным выходным каналам операций интегрирования, дифференцирования, масштабирования и др. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей решающего усилителя за счет выбора режима его работы от информативного параметра входного сигнала. Демуль- типлексорный решаю1дий усилитель содержит операционный усилитель 1, п-1 аналоговых релейных элементов (реляторов) , входной операторный двухполюсник 3, п операторных двухполюсников обратной связи 4| - 4„ делитель 5 напряжения, цифроуправляемый источник опорного напряжения 6, шину нулевого потенциала 7, выходы 8i - 8п. Каждый аналоговый релейный элемент выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющему входу переключателя. Решающий усилитель в общем случае содержит также функциональный преобразователь. Поставленная цель достигнута благодаря введению в решающий усилитель цифроуправляемого источника опорного напряжения, функционального преобразователя и делителя напряжения, а также благодаря новым связям между составными элементами. 3 ил. S (Л оо ю СД С71 (;о