Релейный усилитель Советский патент 1989 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процес- сами.

Цель изобретения - повышение точности работы релейного усилителя

На фиг. 1 изображена структурная схема релейного усилителя, на фиг.2 временньге диаграммы, поясняющие работу релейного усилителя.

Релейный усилитель содержит первый разделительный трансформатор I с первой 1-1; второй 1-2 и третьей I -3 обмотками,второй разделительный трансформатор 2 с первой 2-1 ,второй 2-2 и третьей 2-3 обмотками,первую 3 и вторую 4 входные шины, первый 5 и второй 6 токоограничивающие ре- зисторы, генератор 7 периодического напряжения прямоугольной формы, первый 8 и второй 9 масштабные од- нополярные усилители, сумматор 1 О, первый II и второй 12 компараторы, сглаживающий конденсатор 13, пер- .вый 14 и второй 15 переключатели и выходную шину 16.

Релейный усилитель работает сле

дующим образом.

При включении питания релейного усилителя на выходе генератора 7 периодического напряжения прямоугольной формы появляется последовательность периодических импульсов (фиг. 2 а), которые поступают на включенные последовательно с токо- огран -п ивающими резисторами 5 и 6 обмотк. 1 -2 и 2-2 .

Под действием этого напряжения по обмоткам трансформаторов 1 и 2 начинает геротекать ток, темп изменения которого невысок, когда магнитопро- воды не иасьш(ены. Если же магнито- проводы насьпдены, то ток изменяется до своего максимального значения мгвенно, оставаясь затем постоянным.

При указанных изменениях тока в обмотках 1-3 и 2-3 наводятся ЭДС, вличина которых отлична от нуля при ненасыщенных магнитопроводах, и равна нулю, когда они насьпцены.

Допустим, входной сигнал равен нулю (фиг. 2 б) , тогда ЭДС, наводимые в обмотках 1-3 и 2-3, будут рав иы. а поскольку эти обмотки включены встречно, то ЭДС, наводимые в них, будут вычитаться и их разность

5 0 5

0

5

0

5

5

0

будет равна нулю (фиг. 2 в), а следовательно, и напряжение на выходе релей ого-усилителя также равно Нулю (фиг. 2 ж)

Допустим, входной сигнал отличен от нуля и, например, положителен (фиг. 2 б). Тогда в первый полупериод изменения выходного напряжения генератора 7 один трансформатор будет Насыщаться раньше, а другой позже, нежели при нулевом входном сигнале. Во второй полупериод процесс насьпцения магнитопроводов происходит наоборот.

В результате закон изменения во времени ЭДС в об.отках 1 -3 и 2-3 изменится. При этом, очевидно, среднее значение на выходе обеих обмоток 1-3 и 2-3 бу;лет равно нулю (фиг. 2 в).

Разностный сигнал (е,-е) со второго Бьгоода оомотки 2-3 поступает одновременно на первый 8 и вто- .рой 9 масштабные.однополярные усилители и первый компаратор 1 I .

Масштабные усилители В и 9 схемотехнически реализованы :ак, что на выходе усилителя 8 может быть только сигнал положительной полярности, а на выходе усшп{теля 9 - отрицательной, причем коэффициенты усиления усилителей 8 и 9 равны.

Таким образом, на выходе усилителя 8 присутствует положительная часть разностного сигнала (е,-е-), ЭДС обмоток 1-3 и 2-3, умноженная на коэффициент усиления, а на выходе усилителя 9- отрицательная (фиг. 2 в,г ид)

На протяжении всего периода времени, когда сигнал (е,- е) положителен, выходной сигнал компаратора 11 максимален по амплитуде и также положителен. В период времени, когда сигнал (е,- е) отрицателен, сигнал и , максимален по a mлитyдe и также отрицателен (фиг. 2 в и е).

Таким образом, при поступлении разностного сигнала (е,- е) на вход компаратора 1I на выходе компаратора 11 формируется очередность разнополярных по знаку и максимальных по амплитуде импульсов. С помощью сглаживающего конденсатора 13 из этой очередности разнополярных импульсов выделяется средняя составляющая (фиг. 2 е), которая меняется по амплитуде, но постоянна по знаку, т.е. отрицательна тогда, когда i„ положителен, и положительна. тогда, когда i отрицателен. Этот сигнал поступает на вход второго компаратора 12, который переходит в одно из двух установившихся состояний, а именно, если i положителен, то на выходе второго компаратора 12 сигнал максимальной амплитуды отрицательной полярности (в эт случае переключатель 14 замкнут, а переключатель 15 разомкнут), если i g отрицателен, то на выходе второго компаратора I2 сигнал максимальной положительной амплитуды (в этом случае переключатель 14 разомкнут, а переключатель 15 замкнут),

Поскольку переключатель 14 замкнут, а переключатель 15 разомкнут (1р положителе1, то выходной сигнал первого масштабного однополярного усилителя 8 через переключатель 14 поступает на шину нуле.вого потенциала, а выходной сигнал второго масштабного однополярного усилителя 9 (отрицательной полярности) поступает на второй вход сумматора 10, имеющего инвертирующую характеристику, в результате чего на его выходе, а следовательно, и на выходной шине 17 релейного усилителя формируется последовательность импульсов положительной полярности.

Лри изменении полярности входног сигнала алгоритм работы релейного усилителя аналогичен вьшеописанно- му с точностью до знака (фиг. 2 а - фиг. 2 ж), т.е. на конденсаторе 13 формируется напряжение положительного знака, в результате чего на выходе компаратора I2 - максимальный положительный сигнал, переключатель 14 разомкнут, а переключатель 15 замкнут. Выходной сигнал со второго масштабного усилителя 9 через переключатель 15 поступает на щину нулевого потенциала, а выходной сигнал первого масштабного усилителя 8 поступает на первый вход сумматора 10,в результате чего на выходе релейного усилителя формируется последовательность импульсов отрицательной полярности.

м

14Ч4020

Ф о

рмула изобретения

Релейный усилитель, содержащий первый и второй разделительные

трансформаторы с тремя обмотками каждый, первые вьшоды первых обмоток разделительных трансформаторов объединены, вторые вьгаоды первых обмоток разделительных трансформаторов являются входными шинами релейного усилителя, первые выводы вторых обмоток разделительных трансформаторов соединены с первыми выводами

первого и второго токоограничиваю- щих резисторов соответственно, вторые вьгооды которых подключены к первой выходной клемме генератора периодического напряжения прж оугольной формы, вторая выходная клемма которого соединена с вторыми выводами вторых обмоток разделительных трансформаторов, первые выводы третьих обмоток разделительных трансформаторов объединены, о т л и - чающийс я тем, что, с целью повьппения точности-работы усилителя, в него введены первый и второй масштабные однополярные усилители, сумматор, первый и второй компараторы, первый и второй переключатели, сглаживающий конденсатор, причем второй вывод третьей обмотки первого разделительного трансформатора соединен

с первым выводом сглаживающего конденсатора и подключен к шине нулевого потенциала, второй вьшод третьей обмотки второго разделительного трансформатора подключен к входам первого и второго масштабных однополяр- ных усилителей и к входу первого компаратора, выход которого соединен с вторым вьшодом сглаживающего конденсатора и с входом второго компаратора, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго переключателей, выходы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а информационные входы подключены к выходам первого и второго масштабных однополярных усилителей и соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом релейного усилителя.

Vx «

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами. Цель изобретения - повышение точности. Усилитель содержит первый 1 и второй 2 разделительные трансформаторы, входные шины 3 и 4, первый 5 и второй 6 токоограничивающие резисторы, генератор 7 периодического напряжения прямоугольной формы, первый 8 и второй 9 масштабные однополярные усилители, сумматор 10, первый 11 и второй 12 компараторы, сглаживающий конденсатор 13, первый 14 и второй 15 переключатели и выходную шину 16. Введение дополнительных элементов позволяет исключить зону нечувствительности, характерную для известного устройства, а также существенно улучшить линейность статической характеристики усилителя. 2 ил.

JJi.

e

n n

S 1 h

v у и и

a

10

ч к к гr-S 1 h h.

Фиг.2

V