Развертывающий усилитель Советский патент 1992 года по МПК G06G7/12 

8

ел ю

Изобретение относится к усилительным устройствам с ШИМ-модуляцией и может использоваться в ЭВМ. Цель изобретения - повышение точности работы развертывающего усилителя. В состав устройства входят сумматор 1, интегратор 2, релейные элементы 3, 4, ключ 5, инвертор 6, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 одновибратор 8, входная 9 и выходная 10 клеммы. 3 ил.

Фиг1

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсной модуляцией и может быть использовано в вычислительных машинах,

Известен развертывающий усилитель (РУ), содержащий интегратор, релейные элементы, блок функции Равнозначность.

Однако данное устройство имеет значительную динамическую ошибку,

Наиболее близким к предлагаемому РУ является устройство, содержащее сумматор, интегратор, релейный блок, ключ, инвертор и одновибратор.

Недостатком известного устройства является низкая точность работы вследствие неидентичности параметров импульсов обнуления интегратора, формируемых по переднему и заднему фронтам выходного сигнала.

Цель изобретения - повышение точно- сти работы РУ,

Поставленная цель достигается тем, что в РУ, содержащем последовательно соединенные сумматор, интегратор со сбросом и первый релейный элемент, выход которого. являющийся выходом усилителя, через ключевой элемент подключен к другому входу сумматора, одновибратор, выход которого соединен с входом сброса интегратора и черезинверторсуправляющим входом клю- чевого элемента, введены второй релейный элемент и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго релейных элементов, выход соединен с входом одновибратора. а вход релейного элемента соединен с выходом интегратора.

Существенным отличием предлагаемого технического решения является идентич- ность параметров импульсов сброса интегратора, формируемых как по переднему, так и по заднему фронтам выходного сигнала РУ.

На фиг. 1 представлена функциональная схема РУ; на фиг. 2 - характеристики его элементов; на фиг. 3 - временные диаграммы сигналов,

В состав РУ входят сумматор 1. интегратор 2, первый 3 и второй 4 релейные элементы, ключ 5, инвертор 6, элемент 7 функции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. одновибратор 8. входная 9 и выходная 10 клеммы.

Сумматор 1 выполнен с единичным коэффициентом передачи по каждому из входов. Интегратор 2 реализует передаточную

функцию W(p) где Т - постоянная

времени, и имеет вход установки нулевых начальных условий, что производится путем подачи на него сигнала 1 (фиг. 2а). Релейные элементы 3 и 4 имеют неинвертирующую петлю гистерезиса, а их выходной сигнал меняется дискретно в пределах ±А. Ключ 5 переходит в закрытое состояние при воздействии на его вход сигнала О. Сигнал на выходе инвертора 6 имеет уровень, противоположный уровню входного напряжения (фиг. 2в). Элемент 7 формирует на выходе сигнал 1 в случае несовпадения знаков входных сигналов (фиг. 2г). Одновибратор 8 предназначен для формирования импульса стабильной длительности синхронно с задним фронтом входного воздействия (фиг. 2д).

На фиг. 3 обозначены: Y2(t) - выходной сигнал интегратора 2; Ya(t) - выходной сигнал первого релейного элемента 3; ) - выходной сигнал второго релейного элемента 4; Y(t) - выходные импульсы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7; Ye(t) - импульсы на выходе одновибратора 8; tu - длительность выходных импульсов одновибратора 8: ±bi - пороги переключения релейного элемента 3; ±Ь2 - пороги переключения релейного элемента 4.

Принцип работы РУ следующий.

Блоки 1, 2, 3 и 5 образуют автоколебательный каскад, предназначенный для преобразования входного напряжения в частотно-широтно-импульсный сигнал. При отсутствии напряжения на выходе одновибратора 8 выходной сигнал инвертора 6 равен 1, ключ 5 открыт и выход релейного элемента 3 подключен к входу сумматора 1. Напряжение на выходе интегратора 2 линейно нарастает до тех пор. пока не произойдет последовательное переключение второго 4 и первого 3 релейных элементов (фиг. За). Зона неоднозначности релейного элемента 4 находится внутри зоны неоднозначности релейного элемента 3. В общей случае пороги переключения блока 4 могут быть несимметричны относительно нуля РУ (как показано на фиг. За). В результате на выходе блока 7 формируется сигнал (фиг. 36), задний фронт которого совпадает с моментами времени изменения знака импульсов на выходе РУ (фиг. За). Это позволяет исключить из схемы РУ второй одновибратор, входящий в состав известного РУ, и устранить таким образом ошибку работы устройства, возникающую вследствие неидентичности параметров времязадающих цепей одновибраторов.

При запуске одновибратора 8 (фиг. Зв) ключ 5 переходит в разомкнутое состояние, отключая выход релейного элемента 3 от входа сумматора 1. Одновременно производится установка нулевых начальных условий интегратора 2 (фиг. За).

При наличии входного сигнала (диаграммы сигналов не приводятся) в одном из полупериодов автоколебаний скорость изменения выходного напряжения интегратора 2 определяется суммой входных сигналов сумматора 1, а в другом полупериоде - разностью этих сигналов. В результате на выходе РУ формируется поток импульсов, среднее значение которого пропорционально уровню входного воздействия.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет исключить ошибку известного РУ, возникающую вследствие неидентичности параметров импульсов обнуления интегратора.

0

5

0

Формула изобретения Развертывающий усилитель, содержащий последовательно соединенные сумматор, интегратор со сбросом, первый релейный элемент, выход которого, являющийся выходом усилителя, через ключевой элемент подключен к другому входу сумматора, одновибратор, выход которого соединен с входом сброса интегратора и через инвертор с управляющим входом ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в работе, в него введены второй релейный элемент и элемент ИСК- ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго релейных элементов, выход соединен с входом одновиб- ратора, а вход второго релейного элемента соединен с выходом интегратора.

a

B

о

фаг 3

УзФ

/