РЕШАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК H03F3/04 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники, в частности оно может быть .использовано при построении управляющих устройств системы автоматического управления неирерывными технологическими процессами.

Широкое распространение в аналоговой вычислительной технике в настоящее время получили электронные решающие усилители на электронных лампах или на транзисторах.

Однако решающие усилители на электронных лампах имеют ограниченный срок службы и невысокую надежность, а усилители на транзисторах - дрейф нуля, снижение которого достигается построениеа -компенсационных -схем входных каскадов.

Для создания простого высоконадежного решающего усилителя с «изким уровнем дрейфа его усилительная часть выполнена на оптронных элементах из электролюминесцентных порошковых фосфоров и поликрметаллических фоторезисторов с прямой внутренней олтической .связью, соединенных по дифференциальной схеме, и содержат три усилительных каскада, соединенных между собой так, что общая точка фоторезисторов предыдущего каскада подключена к общей точке электролюминесцентных ячеек последующего каскада, и один форсирующий, вход которого соединен с выходом первого усилительного

каскада, а выход через конденсатор подключен к выходной шине усилителя, причем на входе усилителя параллельно электролюминесцентным ячейкам входного каскада включены кремниевые диоды.

Выполнение усилительной части решающего усилителя на высокридентичных, надежных и дешевых элементах оптоэлектроники позв.оляет получить решающий усилитель, пригодный для построения устройств управления непрерывными технологическими процессами, а также аналоговых вычислительных устройств.

Схема усилителя изэбражена на чертел;;е.

Используемые в усилителе оптроны /-8 состоят из электролюминесцентных ячеек (ЭЛЯ) 5-16, световые выходы которых, зависящие от прилол енного к ним возбуждающего переменного напряжения, управляют соответствующими фоторезисторами (ФР) 7-24. Весь усилитель состоит из четырех каскадов, .собранных по дифференциальной схеме из оптронов. Входом каждого каскада по напряжению является общая точка ЭЛЯ оптронов этого каскада, а выходол - общая точка ФР, включенных по дифференциальной схеме. Питание фоторезисторов форсирующего и выходного каскадов осуществляется постоянными напряжениями противоположной полярности. Входной каскад, включающий оптроны / и 2 (ЭЛЯ 9 и /О и ФР /7 и 18), для преобразования входного постоянного напряжения в сигнал переменного напряжения, возбуждающий ЭЛЯ 9 и 10, содержит диоды 25 и 26. Промежуточный усилительный каскад выполнен на оптронах 5 и о (ЭЛЯ 13 и 14, ФР 21 и 22), а выходной каскад усилителя - на оптронах 7 и и (ЭЛЯ 15 и 16, ФР 23 и 24). Форсирующий каскад, обеспечивающий устойчивость усилителя, .выполнен на оптронах 3 и 4 (ЭЛЯ 11 и 12, ФР 19 и 20) и через емкость 27 подсоединен к выходу усилителя. Сопротивление 28 - одно из входных сопротивлений усилителя, я. 29 - сопротивление обратной связи. Усилитель работает следующим образом. При отсутствии входного постоянного напряжения возбуждающие напряжения на ЭЛЯ 9 я 10 оптронов J и 2 входного каскада и световые выходы этих ЭЛЯ одинаковы. Проводимости ФР 17 и 18, изменяющиеся пропорционально свето:вьгм . от ЭЛЯ 9 и 10 соответственно, тоже будут одинаковыми, и напряжение на выходе этого ка,скада (в общей точке ФР 17 и 18) будет равяо нулю. При ,подаче на вход усилителя постоянного напряжения (например, положительного) один из диодов (26) приоткрывается, и возбуждающее переменное напряжение на включенной параллельно ему ЭЛЯ (10) уменьщается, а другой диод (25) подзапирается, что вызывает увеличение возбуждающего пере1менного напряжения на включенной параллельно ему ЭЛЯ (9). Соот1вегственно световой выход первой ЭЛЯ (10) уменьщается, а второй ЭЛЯ (9) увеличивается, что вызывает соответствующее пропорциональное изменение проводимости ФР /5 и /7 и появление на выходе каскада усиленного переменного напряжения соответствующей фазы (для рассматриваемого случая она совпадает с фазой питающего напряжения). Это напряжение поступает на входы промежуточного (общая точка ЭЛЯ 13 и 14) и форсирующего (общая точка ЭЛЯ 11 и 12) каскадов и вызывает.перераспределение возбуждающих напряжений на ЭЛЯ этих каскадов. Противофазные напряжения, питающие ЭЛЯ 11-19, включены так, что фазы .входного и выходного напряжений промежуточного каскада совпадают, и при этом световые выходы оптронов одного ряда (ЭЛЯ 9, 11, 13, 15 или ЭЛЯ 10, 12, 14, 16) одновременно увеличиваются или уменьщаются. Полярность постоянных напрял ений, питающих ФР 19, 20 и 23, 24 форсирующего и выходного каскадов, выбирается такой, чтобы обеспечить отрицательную обратную связь через сопротивление обратной связи 29 и определяется включением диодов 25 и 26. Предмет изобретения Рещающий усилитель, содержащий усилительную часть, входные цепи и цепь обратной связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повыщения надежности и снижения уровня дрейфа, его усилительная часть выполнена на оптронных элементах из электролюминесцентных порощковых фосфоров и поликристаллических фоторезисторов с прямой внутренней оптической .связью, соединенных по дифференциальной схеме, и содержит три усилительных каскада, соединенных между собой так, что общая точка фоторезисторов предыдущего каскада подключена к общей точке электролюминесцентных ячеек последующего каскада, и один форсирующий, вход которого соединен с выходом первого усилительного каскада, а выход через конденсатор подключен к выходной щине усилителя, прием на входе усилителя параллельно электроюминесцентным ячейкам входного каскада включены кремниевые диоды.

вход

Р L J 4Ji-4- 3t /jrod