Нуль-оран Советский патент 1976 года по МПК G05B1/01 H03K5/20 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построеиии аналого-цпфр01вых преобразователей, в контрольно-и.змерительной аппаратуре.

Известен нуль-орган, пыполнениый на осносе дифференциального усилителя, охваченного дисдио-резистивной п /ложительной обратной связью.

Однако помехозаииндеиность такого 1ульоргана низкая.

Известен также помехозащищениый нульорган, выполненный на базе операционного усилителя, в цепь положительной обратной связи которого включен блок инерционной перестройки.

Такой нуль-орган защищен от помех только и промежутках между иолезными сигналами.

Цель изобретения - повыщение помехозащищенности нуль-органа.

Это достигается тем, что в нуль-орган, содержащий дифференциальный усилитель, охваченный диодно-резистив«ой положительной обратной евязью, инвертирующий вход которого соединен с источником входного сигнала, а выход через параллельно соединенные формирователи - с входами триггера, инвертор и делители «апряжения, введены элемент И, дополнительный формирователь, конденсатор и два ключа, причем один из входов элемента И через инвертор Н первый

делитель напряжения соединен с выходом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого через второй делитель напряжег1ия и дополнительный формирователь соединен с другим входом элемента И и через один из ключей--с конденсатором, одна обкладка которого соединена с нулевой , а другая через

он ключ и резистор- с источником питания, управляюнию входы ключей соединены с выходом триггера.

На фиг. 1 иредставлена с.хема предлагаемого нуль-органа; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняюи1,ие работу нуль-органа (фиг. 2,а - работа без помех; фиг. 2,6 - работа с помехами).

Нуль-оргап содержит дифференциальный усилитель 1, на инвертирующий вход 2 которого подается входной сигнал, а между выходом и неннвертирующим входом включены диод 3 и резистор 4 цепи положительной обратной связи.

К выходу дифференциального усилителя подключены формирователи 5 и 6, формирующие импульсы при перепаде выходного напряжения дифференциального усилителя 1 с положительного значения на отрицательное (формирователь 5) и с отрицательного значения на положительное (формирователь 6). Выходы формирователей подключены к входам триггера 7, одги выход которого подключей к управляющему входу ключа 8, сигнальный вход последнего через резистор 9 связан с источником питания, а выход - с конденсатором 10 и входом второго ключа 11, управляющий вход которого подключен к второму выходу триггера 7, а выход - к «еинвертирующему входу дифференциального усилителя 1, к делителю яа резисторах 4 и 12 и к делителю на диоде 13 и резисторе 14. С делителя напряжения сигнал через формирователь 15 поступает на один из входов элемента И 16, выход которого связан с выходной шиной 17, а другой .вход через инвертор 18 подключен к делителю нанряжения на диоде 19 и резисторе 20, подсоединенному к выходу дифференциального усилителя.

Нуль-орга) работает следующим образом.

При лодаче питающего напряжения на нуль-орган (ири отсутствии входного сигнала) на выходе дифференциального усилителя 1 в силу флуктуации и за счет нелинейной положительной обратной связи устанавливается максимальное положительное напряжение, которое устанавливает на неинвертирующем входе дифференциального усилителя 1 положительное пороговое напряжение, равное

иых

и.

и

пор

f/д + f/4 + и,:

где f/вых - выходное напряжение дифференциального усилителя;

f/T, - падение напряжения на диоде;

4, Ui2 - падение наиряжеиия на резисторах 4, 12.

Триггер 7 устана вливается имиульсом сброса, вырабатываемым .при включении источника питания, в Положение, при котором ключ 8 открыт, а ключ 11 за-крыт (цепь сброса триггера 7 на фиг. 1 не показана).

Конденсатор 10 заряжается до величины напряжения источника питания. При наличии входного сигнала, когда уровень его превышает уровень напряжения на неинвертирующем входе, выходное напряжение усилителя 1 становится отрицательным, и действие положительной обратной -связи ирекращается. Однако появление перепада выходного напряжения на выходе усилителя 1 вызывает появление имиульса на выходе формирователя 5, устанавливающего триггер 7 в положение, ири котором ,клюЧ 8 закрывается, а ключ 11 открывается, и конденсатор 10 начинает разряжаться через резистор 12 и через последовательно соединенные резистор 14 и диод 13, вызывая появление отрицательного напряжения, уменьшающегося ио эксноненте, на неинвертирующем входе усилителя 1 и на входе формирователя 15.

Появление отрицательного напряжения на инвертирующем вььходе обеспечивает постоянство выходного напряжения усилителя 1 при появлении помех на рабочем (входном) сигнале, т. е. иовыщается помехозащищенность.

Постояниая времени разряда конденсатора 10 выбирается такой, чтобы он успел разрядиться до нуля до момента изменения фазы входного сигнала с поло/кительной на отрицательную.

В момент перехода входным сигналол значения (смена фазы) на неинвертирующем входе усилителя 1 потенциал равен нулю. Положительная обратная связь отключена

диодом 3. В момент равенства потенциалов на

инвертирующем и неинвертнрующем входах

усилителя 1 выходное напряжение усилителя

становится положительным.

Пастунает регенеративный процесс за счет

включения положительной обратной связи. Выходное напряжение усилителя достигает своего максимального положительного напряжения. Появившийся перепад напряжения на выходе усилителя 1 с отрицательного значения на ноложительное приводит к появлению импульса на выходе формирователя 6, устанавливающего триггер в положение, при котором ключ 8 открыт, а ключ 11 закрыт, конденсатор 10 начинает заряжаться.

Появившееся отрицательное падение напряжения на резисторе 14 преобразуется формирователем 15 в импульс, дли1елы1ость которого равна длительности импульса, действующего на его входе, и обеспечивает получение импульса, потенциал которого меняется от положительного значения до нуля, что необходимо для нор1мальной работы элемента И 16, на второй вход которого подается инвертированное выходное напряжение усилителя 1.

На выходе элемента П 16, т. е. на выходной щине 17, появляется имнулье, длительность которого равна разности длительностей выходного сигнала усилителя 1 и выходного

сигнала формирователя 15.

В случае появления помехи между входными сигналами, длительность которой меньше, че.м постоянная времени разряда конденсатора 10, на выходе устройства не появляется ложный импульс. Резистор 20 и диод 19 обеспечивает согласование по напряжению (полярности) выхода дифференциального усилителя 1 и входа инвертора 18. Таким образом, нуль-орган обеспечивает

нормальную работу при появлении помехи не только на самом входном рабочем сигнале, но и между сигналами.

Формула изобретения

Нуль-орган, содержащий дифференциальный усилитель, охваченный диодно-резистивной положительной обратной связью, инвертирующий вход которого соединен с источником входного сигнала, а выход через параллельно соединенные формирователи-.с входами триггера, инвертор и делители напряжения, отличающийся тем, что, с целью

повыщения помехозащищенности, в него внедены элемент И, дополнительный формирователь, конденсатор и два ключа, причем один из .входов элемента И через инвертор и первый делитель напряжения соединен с выходом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого через второй делитель напряжения и дополнительный формирователь соединен с другим входом элемента И и через один из ключей с конденсатором, одна обкладка которого соединена с нулевой шиной, а другая через другой ключ и резистор- с источником питания, управляющие входы ключей соединены с выходами триггера.

Помехи

Помехи

- f