Импульсных усилитель Советский патент 1991 года по МПК G06G7/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть, в частности использовано в устройствах управления приводами, например в антеннах радиолокационных станций, а также при исследовании центральной нервной системы, например механизмов автоматического управления и регулирования многонейронной рефлекторной дуги.

Цель изобретения - повышение выходной мощности усилителя.

На чертеже показаны структурная схема импульсного усилителя и эпюры в ее характерных узлах.

Импульсный усилитель содержит в каждом канале усиления пороговый элемент 1, формирователь 2 экспоненты, преобразователь 3 напряжения в частоту, пиковый детектор 4 и низкочастотный фильтр 5. В выходную цепь усилителя включены сумматор 6 и интегрирующий элемент 7, выход 8 которого является выходом усилителя.

Импульсный усилитель работает следующим образом.

На входы пороговых элементов 1 поступают импульсы. При самых низких их уровнях срабатывает пороговый элемент первого канала. По мере увеличения амплитуды входных импульсов постепенно срабатывают остальные пороговые элементы 1 остальных каналов усиления После срабатывания порогового элемента 1 первого канала от импульса 9 низкой амплитуды формирователь экспоненты 2 формирует

о о

XI

о ю

двухкомпонентную несимметричную экспоненту 10 с крутым фронтом и пологим срезом. Сформированная экспонента поступает на преобразователь 3 напряжения в частоту, который генерирует серию импульсов 11 с прогрессивно увеличивающимся межимпульсным интервалом. В других каналах формируются аналогичные экспоненты 12, но большей амплитуды и длительности за счет постепенного увеличения амплитуды входного импульса 9. Увеличение амплитуды и длительности экспоненты 12 по мере увеличения амплитуды входного сигнала приводит к увеличению длительности существования пачки импульсов 13. С выхода преобразователя напряжения в частоту импульсы вида 11 и 13 поступают на низкочастотные фильтры 5, пройдя предварительно пиковые детекторы 4 с регулируемыми шунтами. Пиковый детектор 4 преобразует импульсный сигнал вида 11 и 13 в импульс 14 практически треугольной формы, фронт которого имеет заметные зубья от сложения импульсов. Для сглаживания фронта треугольного импульса его пропускают через низкочастотный фильтр 5, на выходе которого получается треугольный импульс 15. Треугольные импульсы всех каналов складываются сумматором 6. В результате амплитуда постепенно увеличивающегося входного сигнала приводит к увеличению амплитуды выходного сигнала. За счет преобразования входного импульса в серию импульсов и последующего их накопления на низкочастотном фильтре 5, сумматоре 6 и интегрирующем элементе 7 импульс на выходе интегрирующего элемента 7 увеличивается как по амплитуде, так и по длительности. В итоге значительно увеличивается площадь выходного импульса и соответственно его мощность. Использованный принцип усиления мощности заимствован у живой природы. Известно, что мышца ин- нервируется более или менее идентичными сигналами, посылаемыми сотнями мотонейронов. Аксон каждого мотонейрона разветвляется на отдельные коллатерали, число которых варьируется от 3 до 150 в различных мышцах. Каждая коллатеральная веточка иннервирует отдельное мышечное волокно. Каждый потенциал действия, пришедший по нерву, обычно вызывает одиночный цикл сокращения расслабления волокна. В результате несинхронизированного наложения сокращений многих сотен

мышечных волокон происходит плавное сокращение всей мышцы. Таким образом, хотя одиночный потенциал действия подчиняется закону все или ничего, суммарный ответ

представляет собой градуальную реакцию. Иначе говоря, каждый нейрон превращает изменения амплитуды на его входе в изменение частоты, но случайное наложение многих выходных импульсов на мышечном

сухожилии или на входе следующего нейрона превращает частотную модуляцию в амплитудную. Следовательно, незначительные изменения сигнала на входе нейронной популяций вызывают сокращения мощных

мышц, приводящих в действие двигательный аппарат (руки, ноги). Вот этот принцип усиления сигналов и использован в предлагаемом устройстве. Устройство является од- новременно усилителем напряжения и

усилителем мощности. Кроме того, увеличивается длительность выходного импульса. Таким образом, в устройстве совмещены функции усилителя напряжения, усилителя мощности и расширителя длительности импульса. Все это способствует максимальному усилительному эффекту предлагаемого устройства. Следовательно, в устройстве объединены функции сразу трех устройств. Это делает его экономичным и надежным.

Его можно использовать для усиления импульсных сигналов устройств управления мощными приводами.

Формула изобретения

Импульсный усилитель, содержащий сумматор и первый канал усиления, состоящий из порогового элемента, пикового детектора и низкочастотного фильтра, отличающийся тем, что. с целью

повышения выходной мощности, он содержит интегрирующий элемент и дополнительные каналы усиления, идентичные первому, в каждый канал усиления введены формирователь экспоненты и преобразова ель напряжения в частоту, причем в каждом канале усиления выход порогового элемента через цепочку из последовательно соединенных формирователя экспоненты, преобразователя напряжения в частоту, пикового детектора и низкочастотного фильтра подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого соединен со входом интегрирующего элемента, выход которого является выходом усилителя, вход

5 которого соединен со входами пороговых элементов всех каналов усиления.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть, в частности, использовано в устройствах управления приводами, например в антеннах радиолокационных станций, а также при исследовании центральной нервной системы, например механизмов автоматического управления и регулирования многонейронной рефлекторной дуги. Целью изобретения является повышение выходной мощности усилителя. Импульсный усилитель содержит в каждом канале усиления пороговый элемент 1, формирователь 2 экспоненты, преобразователь 3 напряжения в частоту, детектор 4 и низкочастотный фильтр 5. В выходную цепь усилителя включены сумматор 6 и интегрирующий элемент 7, выход 8 которого является выходом усилителя. Достижение поставленной цели обеспечивается благодаря выполнению импульсного усилителя многоканальным, введению в каждый канал формирователя экспоненты и преобразователя напряжения в частоту, а также новым связям между блоками усилителя. 1 ил. сл