Нуль-орган Советский патент 1990 года по МПК H03K5/24 

ч

KU rih

8

СД

о to со

ОЭ

ел

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при обработке биполярных сигналов частотно-временных измерителей, используемых в аналого-цифровых преобразователях. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия. Конденсаторы 6, 7 работают поочередно, что обеспечивает их полную разрядку с помощью переключателей 8, 9, управляемых выходными сигналами триггера 10, и, как следствие, точную перестройку однонаправленной обратной связи, выполненной на последовательно соединенных диоде 2, резисторах 3 - 5 порогового уровня операционного усилителя 1, что обеспечивает достижение цели. 1 ил.

-If5

10

Изобретение относится к импул.с ной технике и может быть использовано при обработке биполярных сигналов частотно-временных измерителей, используемых в аналого-цифровых преобразователях.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия за счет пол- horo разряда конденсаторов.

1 На чертеже представлена структурная схема нуль-органа.

Нуль-орган содержит операционный усилитель 1, инвертирующий вход которого является входом устройства, к выходу которого подключена цепь, сос- тоя,чая из последовательно соединенных диода 2, первого и второго резисторов 3 и 4, а неинвертирующий вход подключен к общей шине через третий резистор 5, соответственно через конденсатор 6 и дополнительный конденсатор 7 к первым входам первого и второго переключателей 8 и 9, выходы которых Подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя 1, а управляющие входы соединены с соответствующими входами триггера 10, вход которого подключен к выходу операционного усилителя 1 и является выходом устройства,

Нуль-орган работает следующим образом,

При подаче питающего напряжения и

отсутствии входного биполярного сигна-.

35

Одновременно вследствие изменени полярности сигнала на выходе операционного усилителя с положительной на отрицательную происходит перебро триггера 10, что приводит к перекомм тации переключателей 8 и 9, -при кото рой конденсатор 6 отключается от ре зистора 4 и закорачивается, а конде сатор 7 размыкается и подсоединяется параллельно к резистору 4. Так как конденсатор 7 не заряжен, то на неи вертирующем входе операционного уси теля 1 устанавливается нулевой поте циал, и нуль-орган готов к точной ф сации прохождения входного биполярн го сигнала через нуль, Когда это пр изойдет, полярность выходного сигнал Ugb(X с отрицательной изменится на п ложительную. Вновь включится положи тельная обратная связь, а так как тр гер 10 не меняет своего состояния, обеспечение помехозащищенности производится также при изменении. ип по экспоненциальному закону путем заряд ки конденсатора 7, равного по емкос конденсатору 6, Одновременно во вре заряда конденсатора 7 закороченный конденсатор 6 успевает зарядиться д нулевого потенциала.

ла U8х от частотно-временного датчик ка на выходе операционного усилителя 1 за счет флуктуации напряжений и однонаправленной положительной обратной связи формируется положительное нап- «д ряжение ограничения UeMX. В этом случае на момент включения триггер 10 зани-- мает одно из состояний, например, при котором переключатель 8 подсоединяет конденсатор 6 параллельно к резистору дс няет свое состояние, Это приводит к 4, а переключатель 9 закорачивает кон- срабатыванию переключателей 8 и 9,

При появлении следующего импульс входного биполярного сигнала, превыш ющего по величине пороговое значение Un, происходит переброс выходного н ряжения нуль-органа с положительног на отрицательное, и триггер вновь м

денсатор 7, отсоединив одновременно его от резистора 4, Тогда на момент включения при незаряженном конденсаторе 6 на прямом входе операционного усилителя 1 устанавливается некоторое пороговое напряжение UП1, которое по мере зарядки конденсатора 6 через диод 2, резисторы 3 и 5 уменьшается по, экспоненте Un Uniexpt. Для подавления помех экспоненциальное напряжение обратной связи должно быть выше их уровня, но несколько меньше расчетной амплитуды биполярного сигнала частот0

г 5

0

0

5

но-временного датчика, В случае появления периодического сигнала датчика, превышающего текущее пороговое значение Ufl, на выходе операционного усилителя появляется отрицательный сигнал U. и действие положительной обратной связи прекращается.

Одновременно вследствие изменения полярности сигнала на выходе операционного усилителя с положительной на отрицательную происходит переброс триггера 10, что приводит к перекоммутации переключателей 8 и 9, -при которой конденсатор 6 отключается от резистора 4 и закорачивается, а конденсатор 7 размыкается и подсоединяется параллельно к резистору 4. Так как конденсатор 7 не заряжен, то на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 устанавливается нулевой потенциал, и нуль-орган готов к точной фиксации прохождения входного биполярного сигнала через нуль, Когда это произойдет, полярность выходного сигнала Ugb(X с отрицательной изменится на положительную. Вновь включится положительная обратная связь, а так как триггер 10 не меняет своего состояния, обеспечение помехозащищенности производится также при изменении. ип по экспоненциальному закону путем зарядки конденсатора 7, равного по емкости конденсатору 6, Одновременно во время заряда конденсатора 7 закороченный конденсатор 6 успевает зарядиться до нулевого потенциала.

д с няет свое состояние, Это приводит к срабатыванию переключателей 8 и 9,

няет свое состояние, Это приводит к срабатыванию переключателей 8 и 9,

При появлении следующего импульса входного биполярного сигнала, превышающего по величине пороговое значение Un, происходит переброс выходного нап- ряжения нуль-органа с положительного на отрицательное, и триггер вновь ме0

5

при котором конденсатор 6 размыкается и подсоединяется параллельно к резистору 4, а конденсатор 7 отс.оединя- ется от резистора 4 и закорачивается. Тогда конденсатор 7 начинает разря- жаться, а ; в момент прохождения биполярного входного сигнала через нуль и сравнения его с нулевым потенциалом разряженного конденсатора 6 происходит срабатывание нуль-органа и включается обратная связь. Конденсаторы 6 и 7 вновь поменяются ролями, и цикл работы устройства повторится.

Таким образом, в то время как один из конденсаторов при включении обратной связи производит защиту от воздействия помех, другой конденсатор успевает разрядиться до нуля и готов для точной фиксации прохождения биполярного сигнала через нулевое значение. В виду того, что конденсаторы работают ПООЧереДНО, ЭТО ПРИВОДИТ К ПО-

вышению точности срабатывания нуль- органа и увеличению его быстродействия при расширении частоты и уменьшении длительности входного биполярного сигнала и обеспечивает помехозащищен- ность как в промежутке между входными сигналами, так и при их наличии.

В известных устройствах использование одного конденсатора и отсутст«- вие предлагаемой схемы управления не обеспечивают высокую точность, быстродействие и помехозащищенность,

Формула изобретения

Нуль-орган, содержащий операцией- ный усилитель, к выходу которого подРедактор Л.Зайцева

Составитель Н,Маркин Техред Л.Олийнык

Заказ 1068

Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

ключена цепь, состоящая из последовательно соединенных диода, первого и второго резисторов и конденсатора, а неинвертирующий вход подключен к общей шине через третий резистор, отличающийс-я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены дополнительный конденсатор, два переключателя и триггер, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, а выходы подключены соответственно к управляющим входам первого и второго переключателей, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к первым выводам конденсаторов, выходам переключателей, второй вывод конденсатора соединен с первым входом первого переключателя, второй вывод дополнительного конденсатора - с первым входом второго переключателя, второй вход которого подключен к второму входу второго переключателя и к объединенным выводам первого и второго резисторов.

Корректор Т.Малец

Подписное