Развертывающий усилитель Советский патент 1989 года по МПК G06G7/12 

0-Xl)-

(Л

цэ

СП

00

ю

N)

3 14

Изобретение относится к усипительным устройствам, раё отающим в режиме автоколебаний с пгаротно-импульсньзм преобразованием сигнала, и является усовершенствованием развертывающего усилителя по авт. св. К 1183988. ; Целью изобретения является поЕъпие- ;ние надежности.

На фиг. изображена функционап:ьная схема развертывающего усилителя; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы сиг- налов.

: Развертывающий усилитель содержит первый 1 и второй 2 сумматоры, ин:тег;ратор 3, п релейных элементов 4,,,., :4|,, (п+1)-й релейный элемент 5, вход ;6 и выход 7.

На фиг.2 и 3 обозначены: X(t) i сигнал на входе 6; Y,q(t) - выходной ; сигнал интегратора 3; Y,p , (t), ), ;Yp5(t) - выходные сигналы релейных ; элементов 4;,, 4 i2 и 4 соответственно; lYpjCt) - вькодной сигнал Jn+l)-ro ре- лейного элемента 5; Y gj,,(t) - сигнал : на выходе 7; tf, t - интервалы раз- ; вертывающего преобразования; t.j - моменты времени изменения уровней сигналов .

Развертывающий усилитель работает :следующим образом.

Первый 1 и второй 2 сумматоры имеют единичный коэффициент передачи.

Релейные элементы 4

19

. ,.4,, и 5 имёют неинвертирующую характеристику и пороги срабатывания IB.;. Их выходной сигнал меняется дискретно в пределах

-А г

Рассмотрим случай, когда п 1,

т.е. имеются релейный элемент 4. ос новной и (п+1)-й релейньй элемент 5. Считаем, что пороги переключения этих релейных элементов удовлетворяют условию I D , 1 I В..

Кроме того, выходной сигнал ре- лейного элемента 4:., меняется в пределак А/3, а сигнал на выходе ()-го релейного элемента 5 может принимать значения 12А/3.

При включении релейные элементы принимают произвольные, например, положительные состояния (фиг.26, в), Выходной сигнал интегратора 3 нарастает в отрицательном направлении (фиг.2а) и приводит к последовательному переключению релейного элемента 4 и (п+1)-го релейного элемента 5 (фиг, 26, в, моменты t и t-j).

После изменения знака сигнала выходе 7 (фиг.2г) происходит смена направления развертывающего преобразования и релейные элементы 4 и 5 последовательно переходят в положи - тельное состояние (фиг.2а, б, в). При этом на выходе 7 формируется ступен- чатьй сигнал со средним нулевым значением.

Предположим, что в момент t о сигнал на входе 6 принял значение X(t) f. А/3. Тогда в интервал времени t и t(фиг.2г) выходной сигнал интегратора 3 изменяется под действием разности сигналов на входе 6 и выходе 7, а в интервале под действием суммы этих напряжений. В результате за период автоколебаний постоянная составляющая импульсного сигнала на выходе 7 достигает величины, пропорциональной сигналу на входе 6.

Таким образом, при указанном выше значении сигнала на входе 6 и на выходе 7 фop fflpyютcя ступенчатые импульсы, последовательно проходящие первую и вторую модуляционные зоны.

Считаем, что в момент t сигнал на входе 6 удовлетворяет условию (фиг.2г)

А X(t)

А 3

Тогда в момент tj (фиг.2в) (п+1)-й

релейный элемент.5 переходит в статическое состояние, а сигнал на выходе 7 (фиг.2г) начинает формироваться во второй J oдyляциoннoй зоне за счет автоколебаний в тракте релейного эле- ,мента 4-J (фиг.2а, б).

Среднее значение импульсов на вы- .коде 7 пропорционально сигналу на входе 6.

Предположим, что в момент t знак сигнала на входе 6 изменился на про- тивоположньй (фиг,2г), причем

-А X(t) -С-А/3.

Тогда в момент t (фиг.2в) релейный элемент 5 переключится в статическое положительное состояние, а сигнал на выходе 7 (Лиг.2г) будет формироваться во второй модуляционной зо не второго квадранта статической характеристики вход - выход.

. Pacc ютpим работу при трех релей- №1х элементах 4 -г 4 з и дополнительном релейном элементе 5.

Считаем, что выходные сигналы релейных элементов , Изменяются в пределах ±0,2А, а выходной сигнал (п+1)-го релейного элемента 5 меняется в пределах tO,4A.

После последовательной в моменты

-г , ментов 4

t- ориентации релейных элеориентируются в положительное состояние , а на выходе 7 формируется кратковременный всплеск выходного н пряжения, имеющего максимальную вел чину А. Затем в момент t, (фиг.Зв) сигнал на выходе 7 переходит в тре- модуляционную зону. После ув личения (по модулю )уровня входного 10 сигнала (фиг.Зе, t t 4) после переключения релейного элемента 4 г (фиг.Зв, t t у) сигнал-на выходе будет формироваться в третьей модуляционной зоне второго квадранта ст тичесГкой характеристики.

По сравнению с известным устройс вом предлагаемый развертывающий уси литель имеет более низкую динамичес кую точность 13-за мгновенных вспле

,...,4 (фиг.За, б, в, г) в системе возникает режим устойчивых автоколебаний. Выходные сигналы ре- лейньк элементов 4, 4 и дополнительного релейного элемента 5 взаимно компенсируются, а сигнал на выходе 7 меняется дискретно в пределах первой модуляционной эоны (фиг.Зе).

В момент.±4 (фиг.Зе) 0,(t) 0,2А, поэтому в момент t п+О-й релейный элемент 5 переключается в статическое состояние - 0,4А (фиг..20 ков амплитуды выходных импульсов в

15

ориентируются в положительное состояние , а на выходе 7 формируется кратковременный всплеск выходного напряжения, имеющего максимальную величину А. Затем в момент t, (фиг.Зв) сигнал на выходе 7 переходит в тре- модуляционную зону. После увеличения (по модулю )уровня входного 0 сигнала (фиг.Зе, t t 4) после переключения релейного элемента 4 г (фиг.Зв, t t у) сигнал-на выходе 7 будет формироваться в третьей моду - ляционной зоне второго квадранта ста- тичесГкой характеристики.

По сравнению с известным устройством предлагаемый развертывающий уси- литель имеет более низкую динамическую точность 13-за мгновенных всплес0 ков амплитуды выходных импульсов в

5

Изобретение относится к усилительным устройствам, работающим в режиме автоколебаний с широтно-импульсным преобразованием сигнала. Целью изобретения является повышение надежности. Развертывающий усилитель содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор 3, релейные элементы 4₁ ... 4_N, (N + 1)-й релейный элемент 5, вход 6 и выход 7. Работа усилителя основана на существовании режима автоколебаний в контуре: первый сумматор 1, интегратор 3, один из релейных элементов 4_I, второй сумматор 2. В зависимости от величины сигнала на входе 6 происходит включение в работу соответствующего релейного элемента в зависимости от величины его порога срабатывания. 3 ил.

Это вызывает всплеск амплитуды на выходе 7 до максимального значения - А (фиг.Зе). Затем после переключения в момент времени t релейного элемента уВ состояние 0,2А (фиг.За, в) сигнал на выходе 7 возвращается в требуемую ((вторую) модуляционную эону (фиг.Зе) .

Когда (t) 0,6А (фиг.З t в t,,), система переходит в третью модуляционную зону (Лиг.Зе), так как релейный элемент 4jB момент t (фиг.Зв) возвращается в отрицательное состояние .

Если сигнал на входе 6 меняет знак (фиг.Зе, t tg) и равенЧ),6А X(t) .г:--0,2А, в момент t , t|,, t , (фиг.За,в, г, д) релейные элементы 4,2 э (n+l)-и релейный элемент 5

5

0

5

моменты времени изменения уровня или знака сигнала на входе 6. Однако в статическом режиме характеристики одинаковы с устройством прототипа. Следовательно, предлагаемый развертывающий усилитель характеризуется более высокой надежностью, так как в его составе содержится меньшее число релейных элементов.

Формула изобретения

Развертывающий усилитель по авт. св. № 1183988, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен (п+О-й релейный элемент, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход подключен к соответствующему входу сумматора.

{ Of

a 6

-«

5 0

1

:i

ifftsfl)

is

8 Q

I

J

LTLT

Hhfd}

.

I