Электронное реле Советский патент 1974 года по МПК H03K17/02 

Реле предназначено для преобразования и измерения характеристик электрических сигналов и может быть использовано в устройствах автоматики для преобразования переменного входного напряжения в релейный выходной сигнал.

Известны электронные реле, содержащие выпрямитель, фильтр и пороговое устройство. На порог срабатывания таких реле большое влияние оказывают утечки электролитических конденсаторов фильтра, которые приходится применять при низких частотах с целью уменьшения веса и габаритов реле. Кроме того, известные реле имеют малый диапазон уровней срабатывания, которые можно установить, и низкую чувствительность.

Целью изобретения является повышение стабильности и расширение функциональных возможностей электронного реле. Это достигается тем, что в электронное реле введены пороговое устройство на дифференциальном усилителе и транзистор. Каждый вход порогового устройства через фильтр низких частот соединен с одним из диодов выпрямителя среднего значения и через резистор - с источником опорного напряжения. Входы дифференциального усилителя объединены через защитные диоды, а конденсаторы фильтра низких частот подключены к одному полюсу источника опорного напряжения. База транзистора через другой фильтр низких частот соединена с выходом порогового устройства, эмиттер - с земляной шиной, а коллектор через резистор - с одним из входов операционного усилителя.

На чертеже показана схема предлагаемого реле.

Реле содержит операционный усилитель 1 с прямым 2 и инверсным 3 входами, к выходу

которого подключены диоды 4 и 5 выпрямителя среднего значения; резисторы 6 и 7 обратной связи; резисторы 8 и 9, устанавливаюшие рабочую точку операционного усилителя; пороговое устройство с нулевым порогом срабатывания на дифференциальном усилителе 10; защитные диоды 11 и 12 дифференциального 13 и операционного 14 усилителей; фильтры низких частот на резисторах 15, 16 и конденсаторах 17, 18; резисторы 19 и 20 устанавливающие величину порога срабатывания электронного реле относительно выходов диодов 4 и 5. Кроме того, в реле входят источники 21 и 22 опорных напряжений; источник 23 входного сигнала, который может быть подключен

к входам 24 и 25 реле; входные резисторы 26, 27 и конденсаторы 28, 29, при этом резистор 27 служит для установки порога срабатывания электронного реле и подключен через конденсатор 29 к инверсному входу 3 операционного усилителя; и источники 30 и 31 питания. Транзистор 32 предназначен для получения гистерезисной характеристики электронного реле. Коллектор транзистора через резистор 33 может быть подключен к точкам /1 и Б в зависимости от требуемого вида гистерезисной характеристики; база через RCфильтр низкой частоты на резисторе 34 и конденсаторе 35 соединена с выходом порогового устройства 10.

При отсутствии сигнала на входе операционного усилителя I на катоде диода 4 и аноде диода 5, за счет отрицательной обратной связи через резисторы 6 и 7, существует постоянное напряжение, близкое к напряжению на прямом входе 2 операционного усилителя, которое определяется резисторами 8 и 9. Между входами дифференциального усилителя 10 действует напряжение, определяемое или диодом 11, или резисторами 15, 16, 19 и 20 и напряжением источников 21 и 22. При этом на выходе дефференциального усилителя имеется отрицательное напряжение.

При наличии входного напряжения с источника 23 на катоде диода 4 наблюдается положительная полуволна входного сигнала, усиленного операционным усилителем, а на аноде диода 5 - отрицательная полуволна. На входах дифференциального усилителя проявляется только постоянная составляющая этих полуволн, так как переменная составляющая отфильтровывается благодаря конденсаторам 17 и 18.

При увеличении входного сигнала напряжение между входами дифференциального усилителя меняет знак. При подсоединении транзистора 32 характеристика срабатывания - отпускания электронного реле приобретает гистерезисный характер. Если срабатывание транзистора (которое происходит с задержкой по времени, определяемой фильтром на резисторе 34 и конденсаторе 35, относительно срабатывания порогового устройства 10) увеличивает переменное напряжение на выходе операционного усилителя 1, то отпускание электронного реле происходит при меньшем входном напряжении, чем срабатывание. Если срабатывание транзистора уменьщает переменное напряжение на выходе операционного усилителя, то по достижении порога срабатывания в реле наблюдаются автоколебания, определяемые постоянным времени фйЛьТра на резисторе 34 и конденсаторе 35 и фильтром на конденсаторах 17, 18 и резисторах 15 и 16.

Предмет изобретения

Электронное реле, содержащее операционный усилитель, к прямому входу которого через конденсатор и резистор подключен источник входного сигнала, а к инверсному через конденсатор и резистор - земляная шина,

прямой вход операционного усилителя через резисторы соединен с источниками опорных напряжений, инверсный вход через диоды выпрямителя среднего значения - с резисторами обратной связи, входы операционного усилителя объединены через защитные диоды, фильтры низких частот на резисторах и конденсаторах, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности и расширения функциональных возможностей, в него введены пороговое устройство на дифференциальном усилителе, каждый вход которого через фильтр низких частот соединен с одним из диодов выпрямителя среднего значения и через резистор - с источником опорного напряжения, входы дифференциального усилителя объединены через защитные диоды, а конденсаторы фильтра низких частот подключены к одному полюсу источника опорного напряжения, а также транзистор, база которого через

другой фильтр низких частот соединена с выходом порогового устройства, эмиттер - с земляной шиной, а коллектор через резистор-с одним из входов операционного усилителя.