Нуль-индикатор Советский патент 1974 года по МПК G05B1/01 

1

ЙзоОротенме касается автоматики и молсет быть использовано в различных устройствах, слукапщх 7ря автоматизации металлургического произБодстБа, например, в позиционных автоматических регуляторахв

Известен нуль-индикатор на основе регенеративного изоиратель ного усилителя с поиоСовым рези стивно-амкостным фильтром максимального типа (фильтр, имеющий максимум коэффициента передачи на частоте квазирезонанса) в цепи положительной обратной связИо Дополнительная цепь знакопеременной обратной связи образована последовательно соединенными усилителем-ограничителем и транзисторным модулятороыо

Однако такой нуль-индикатор срабатывает лишь при определенной полярности постоянного напряжения на входе Это ограничи(ваёт его применение только теми устройствами, Б которых контролируемое напряжение имеет строго определенную полярность

Цель изобретения - расширить область применения нуль-индикатора путем обоспечения срабатывания его при любой из двух- возможных полярностей входного сигнала.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого нуль-индикатора; на фиг.2 - амплитудночастотная характеристика полосового фильтра максимального типа (кривая I) и амплитудно-частотная характеристика полосового фильтра минимального типа (кривая 2); на фиг.З - результирующая

амплитудно-частотная характеристика цепи полокительной обратной связи избирательного усилителя, i

Регенеративный избирательный усилитель образован широкополое-;

|ным неинвентирующим усилителеы 1 С общей глубокой частотнонезависш.:оы отрицательной обратной СБЯзью и цепью положительной обратной связи, состоящей из послелоиателъно БК поченных резистивно-еикостного полосового фильтра 2 1.:111М1.1ального типе (например си1.п.;етричный двоичный Т-образный мост) и резистивно-емкостного полосового фильтра 5 максимального типа (например последовательно-параллельная Г-об разная .цепочка), К выход/ ц. изопрательного усилителя подключены входами низкочастотный фильтр 5 и высокочастотный фильтр 6, в качестве которых могут быть использованы простейшие резистивно-емкостные цепочки - интегрирующая и дифференцирующая. Выход первого из указанных фильтров подключен к неинвертирующену входу усилителя-ограничителя 7, выполненного по схеме дифференциальнохю усилителя, а выход второго - к фазоинвертирующему входу, отказанный порядок подключения фильтров 5 и б принципиального значения не имеет осилитель-ограничитель повышает чувствительность системы и ограничиБает амплитуду автоколебаний на оптимальном уровне. Выход усилителя-огранмчителя соединен с управляющим входом переменного тока транзисхирного модулятора 8, выход которого связан со входом избирательного усилителя. Постоянное напряжение, уровень которого контролируется, подается на вход 9 транзисторного модулятора, С выхода 4 снимается сигнал, сви7летельствующий о наличии этого напряжения. Устройства, реагирующие на поляриос-г-ь напряглония на входе; 9 подключаются к выходам 10 и II Нуль-и1г.икатор представляет собой Замкнутую систсыу транзисториый модулятор - избирательный усилитиль фильтр (5 и б; - у си литиль-огрс11 ичитс;ль - транзисторный иодуяятор, усилие в которой зависит от величины постоянного наири-аинпя на входе 9 транзисторного модулятора, Ь замкнутой системе возникнут авгоколибания, если будут выполнены два условия - баланс фаз и баланс амплитуд. Баланс фаз выполняется в систеке автоматически для любой из полярностей постоянного напряжения на входе 9 Для одной полярности этого напряжения азовый сдвиг, вносимый транзисторным модулятором 8, равен нулю, азовый сдвиг, вносимый избирательны;/, усилителем на частоте квазирезонанса /1 , лежащей в полосе прозрачности фильтра 5 и в полосе затухания фильтра б, также равен нулю. Если параметры элембнтов о ильтра 5 выбраны так, что на частоте /i вносимый им фазовый сдвиг близок нулю, баланс фаз будет выполнено Аналогично можно показать, что при перемене полярности сигнала на,, входе 9 баланс фаз будет выполняться на частоте квазирезонанса fa избирательного усилителя, ло :-:ащей в полоса затухания фильтра Бив полосе прозрачности фильтра б, который подключен к фазоинвертирующему входу усилителя-ограничителя 7, Условие баланса амплитуд для одной из полярностей входного сигнала имеет вид: 2 3 где К-г - коэффициент передачи по переменному току транзисторного модулятора; Кр - коэффициент передачи избирательного усилитоля на частоте квазирезона-нса fi ; Ко - коэффициент передачи фильтра низких частот 5 Кл - коэффициент передачи усилителя-ограничителя. Для другой полярности входного сигнала i где К(г - коэффициент передачи избирательного усилителя на частоте квазирезонанса /з ; к,- - коэ1 4л1циент передачи i фильтра высших частот б.

При идеальной настройке полосовых фильтроБ 2 и 3 на частоту /о 2 УД раБНО . При отсутствии Бходного сигнала коэф ицмент Передачи изиирательного усилителя устанавлиБают таким, чтобы ни одно из приБеденных соотношений не выполнялось Автоколебаний Б системе не возниicaoT, и напряжению на выходах , 10 и II равно нулю. При появлении постоянного напряжения одной поляр ности на входе 9, раано порогу чувствительности системы, коэффициент передачи по переменному току модулятора 8 Бозрастает до уровня, при котором выполняется соотношение (I) и в системе возникает автоколебания с частотой, .близкой частоте квазирезонанса

fi , избирательиого усилителя. Напряжение этой ie частоты появится на выходах 4 и 10 Очевидно, что изменяя частоту настройки одного из полосовых фильтров 2 или 3, или коэффициенты передачи фильтров 5 и.б можно осуществлять раздельну) рё гулпровку чувствительности нульиндикатора к сигналам различной полярности.

ПРЕДШТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Нуль-индикатор, содержащий 5 регенеративный избирательный усилитель с резистивно-емкостным полосовым фильтром Б цепи положительной рбратн ои связи,усиЛJlTЭIьограничитель, выход которого соединен с. управляющим входом транзисторного модулятора, связанного cfek,входом регенеративного избирательного усилителя, О Т Л ИЧАЮЩИ0С,Я тем, что, с

15 целью расширения области применения, он содержит второй резистивно-емкостной полосовой .фильтр, включенный между выходом регенеративного избирательного

20 усилителя и входом первого резисг тивно-емкостного полосового фильтра, а усилитель-ограничитель выполнен по дифференциальной схеме, причем один вход усилителя25 ограничителя соединен с выходом регенеративного избирательного усилителя через дополнительно: введенный низкочастотный фильтр, а другой - через дополнительно вввданный высокочастотный фильтр.

Фиг.1

Л

/

0 г Фиг.З