Устройство сравнения Советский патент 1988 года по МПК G05B1/02 

включенные параллельно источникам 29J, 30 входных сигналов и через диоды 16 и 17 подключенные к обмоткам 12 и 13, источник 18 напряжения питания, генератор 19 импульсов,транзистор 20, третий и четвертый диоды 21 и 22, Вычитающий усилитель 11 содержит операционный усилитель 23, инвертирующий вход которого соеди3284

нен через резистор 24 с первым входом 9 вьгчиtaющeгo усилителя, а через резистор 25 - с выходом операционного усилителя 23, являющимся выходом устройства. Неинвертирующий вход операционного усилителя 23 соединен через резисторы 26 и 27 соответственно с вторым .входом 10 вычитающего усилителя и общей шиной,1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сравнения любых двух сигналов постоянного тока с гальваническим разделением между цепями входов и выходов. Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что оно содержит ДБухобмоточные трансформаторы 1 и 2, вторичные обмотки 3 и 4 которых через первьй и второй диоды 5 и 6 подключены к конденсаторам 7 и 8 и к первому и второму входам 9 р 10 вычитающего усилителя 11, вторичные обмотки 12 и 13 трансформато- DOB 1 и 2, конденсаторы 14 и 15, с сл с 8 JL28

1

Изобретение относится к вычисли- i-ельной технике и может быть использовано для сравнения сигналов постоянного тока с гальванической развязкой между ними,

Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит первый и вто- рой трансформаторы 1 и 2, вторичные обмотки 3 и 4 первого и второго трансформаторов 1 и 2, первьй и второй диоды 5 и 6, третий и четвертьй конденсаторы 7 и 8, первьй и второй вхо ды 9 и 10 вычитающего усилителя 11, вторичные обмотки 12 и 13 первого и второго трансформаторов 1 и 2, пер вьш и второй конденсаторы 14 и 15, пятый и шестой диоды 16 и 17, источник 18 напряжения питания, генератор 19 импульсов, транзистор 20, третий и четвертый диоды 21 к 22, операционный усилитель 23, первьй 24, тре- ти 25, второй 26 и четвертьй 27 резисторы, общую шину устройства 28, первьй и второй источники 29 и 30 входных сигналов,

Генератор 19 импульсов периодически открывает транзистор 20, которьй через диоды 21 и 22 подает напряжение с выхода источника 18 напряжения на обмотки 3 и 4 трансформаторов 1 и 2, При этом токи через обмотки 3 и 4 трансформаторов 1 и 2 нарасdi dt

тают.

имеет положительное значение, поэтому на обмотках 3, 4, 12 и 13 наводится ЭДС такой полярности, что диоды 5, 6, 16 и 17 закрьшаются. При прохождении тока через обмотки 3 и 4 в индуктивностях трансформато

0

5

0

5

0

ров 1 и 2 запасается энергия. После окончания импульса на вьпсоде генератора 19 импульсов транзистор 20, диоды 21 и 22 закры,ваются, ток через эти диоды прекращается, но ток через обмотки 3 и 4 не прекращается, так как известно, что ток через индуктивность скачком измениться не может. Ввиду того, что источник 18 напряжения питания закрытым транзистором 20 отключается от обмоток 3 и 4, ток через эти обмотки начинает

di уменьшаться, значение -т- становится

отрицательным, следовательно, полярность напряжения,на обмотках 3 и 4 меняется на противоположную чта приводит к открьшанию диодов 5, 6, 16 и 17, и ток через индуктивность замыкается через цепь диод 5 - конденсатор 7 - обмотка 3,

Входные сигналы прикладываются к конденсаторам 14 и 15 и заряжают конденсаторы 14 и 15 до напряжения Ug и Ua , Обмотки 3 и 12 и 4 и 13 трансформаторов индуктивно связаны, поэтому напряжения на этих обмотках при одинаковых числах витков равны. Напряжение на обмотке 12 равно сумме напряжений на конденсаторе 14 и диоде 16, а на обмотке 3 - сумме напряжений на конденсаторе 7 и диоде 5. Диоды 5 и 16 работают в одинаковых условиях, и если их выбрать одного типа, изменения напряжения на них будут компенсироваться. Из изложенного следует, что напряжения на конденсаторах 14 и 7 равны между собой.

Аналогично можно показать, что напряжения на конденсаторах 8 и 15

3

равны (при одинаковых числах витков обмоток 4 и 13 и одинаковых типах диодов). Напряжение с конденсатора 7 подается на вход 9 вычитающего устройства 11, с конденсатора 8 - на вход 10, на выходе вычитающего устройства 11 сигнал равен разнице сигналов на входах 9 и 10, так как эти сигналы по значению равны входным сигналам U и U. -, то выходной сигнал будет равен разности между входными сигналами. Таким образом, устройство позволяет сравнивать с высокой точностью два входных сигнала с гальваническим разделением. Более высокая точность предлагаемого устройства в сравнении с известным обусловлена тем, что транзистор 20 в предлагаемом устройстве работает в ключевом режиме, при этом изменения его параметров (1 , р , существенно меньше влияют на работу устройства, изменения напряжений на диодах 5и1б, 6и17и21и22 взаимно компенсируются, обмотки 3 и 12 и 4 и 13 трансформаторов 1 и 2 можно намотать в 2 провода, поэтому напряжения на них будут взаимно равны с высбкой точностью и изменения параметров трансформаторов взаимно компенсируются,- кроме того, диоды 5 и 16 и 6 и 17 взаимно компенсируют свои нелинейности, поэтому в предлагаемом устройстве отсутствует нелинейность амплитудного детектора.

В предлагаембм устройстве отсутствуют автогенераторы с мягким запуском, которые недостаточно надежны, кроме того, устройство содержит меньшее количество комплектующих деталей, а следовательно, надежнее.

Формула изобретения

Устройство сравнения, содержащее генератор импульсов, первый и второй источники входных сигналов, источник напряжения питания, транзистор,пер10

15

0

832844

вый и второй трансформаторы, первые выводы первичных.обмоток которых соединены с первыми обкладками соответственно первого и второго конденсаторов, первые выводы вторичных обмоток - с общей шиной устройства и с первыми обкладками соответственно третьего и четвертого конденсаторов, а вторые выводы вторичных обмоток - с катодами соответственно первого и второго диодов, аноды которых соединены с вторыми обкладками соответственно третьего и четвертого конденсаторов и с первыми выводами соответственно первого и второго резисторов, и операционный усилитель, выход которого является выходом устройства и подключен к первому выводу третьего резистора, инверсный вход которого подключен к вторым выводам первого и третьего резисторов, а прямой вход - к второму вьшоду второго резистора и к первому вьшоду четвертого резистора, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности и надежности устройства, в нем установлены третий, четвертый, пятый и шестой диоды, причем эмиттер транзистора подключен к выходу источника напряжения питания, база - к выходу генератора импульсов, а коллектор - к анодам третьего и четвертого диодов, подключенных катодами к катодам соответственно первого и второго диодов, аноды пятого и шестого диодов соединены с вторыми вьшодами первичных обмоток соответственно первого и второго трансформаторов, а катоды - с вторичными обкладками соответственно первого и второго конденсаторов и с первьми выходами соответственно первого и второго источников входных сигналов, подключенных вторыми выходами к первым обкладкам соответственно первого и второго конденсаторов.

5

0

5

0

5