Нуль-орган Советский патент 1978 года по МПК G05B1/01 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей, в контрольно-измерительной аппаратуре.

Известен нуль-орган, выполненный на базе дифференцяального усилителя, охваченного диодно-резистивной связью lj .

Недостаток известного устройства состоит в низкой помехозащищенности.

Наиболее близким по технической сущности ;,к изобретению является нульорган, Ьодерхащий операционный усилитель, к инвертирукяцему входу которого подключен источник входного сигнала, а неинвертирующий вход через последовательно соединенные резистор обратной связи и .разделительный диол соединен с выходом операционного усилителя и через делитель на резисторахс шиной нулевого потенциала и ключ| 2|. Конденсатор, включенный в цепь обратной связи усиШтеля, и ключевой элемент йбеспечивают перестройку порогового уровня. Однако из-за экспоненциального изменения порогового уровня помехоустойчивость обеспечивается нёна всем промежутке между входными импульсами .

2

Цель изобретения состоит в повыше-нии помехозащищенности устройства.

Для достижения этой цели в предложенное устройство введены пороговый элемент, интегратор и элемент И, один вход которого соединен с выходом порогового элемента, другой - с, выходом операционного усилителя, а выход элемента И подключен к управляющему входу ключа, включенного между выходом интегратора и средним выводом делителя на резисторах. Первый вход интегратора непосредственно, а второй через дополнительный разделительный диод связаны.с выходом с перационного усилителя. Выход интегратора подключен к первому входу порогового элемента, второй вход которого соединен с неинтегрируюгцим входом операционного усилителя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема нуль-органа; на фиг, 2 - временная диаграмма- его работы.

Нуль-орган содержит операционный усилитель 1, охваченный однонаправленной положительной обратной связью через резистор обратной связи 2, делитель на резисторах 3, 4 и разделительный диод 5, интегратор на операционном усилителе 6 с конденсатором 7 и суммирующими резисторами 8, 9 и дополнитель ный разделительный диод 10. . Выход интегратора соединен с одним из входов порогового элемента 11 и вх дом ключа 12. Второй вход порогового элемента соединен с неинвертирующим; входом операционного усилителя, выход - с одним из входов элемента И 13, другой вход которого соединен с вЕлходог операционного усилителя, а выход - с управляющим входом ключа. Нуль-орган работает следующим образом. При подаче питающего напряжения и отсутствии входных сигналов на выходе операционного усилителя из-за паразитных напряжений флуктуации, теп ловых токов, и т.д. устанавливается положительный потенциал, открывающий диод 5 и создающий на неинвертирующем входе усилителя 1 положительнвй потен циал, определяемый величинами ,резисто ров делителя 3 и 4 и резистора обратной связи 2. На выходе интегратора формируется отрицательный потенциал с постоянной времени , а на выходе порогового элемента 11 - логичес кий О. Наличие логического О на входе элемента И 13 приводит к закрытию ключа 12. При превышении амплитудой входных импульсов порогового значения If j происходит изменение полярности выходного напряжения усилителя 1, оно становится отридательным, закрытая тем самым через элемент И 13 ключ 12. Действие положительной обратной связи прекращается. Происходит перезаряд конденсатора с постоянной времениRgC значительно меньшей по сравнению с постоянной бремени С;, и на выходе интегратора устанавливается поло жительное напряжение, которое обеспечивает наличие логической -«i на выходе порогового элемента. При переходе входным сигналом нулевого значения (т.е. приИ), UQ) на выходе усилителя 1 устанавливается положительное напряжение, которое через элемент И 13 открывает ключ 12, и ма-к сималь.ное выходное напряжение интегра тора оказывается приложенным к неинв ртирующему входу усилителя. При начинается действие обратной связи. Оба эти фактора приводят к изменению напряжения на неинвертирующем входе с нулевого значения до значения и . р течение времени между входными импульсами уменьшается выходное напря жение интегратора:до значения XIj. Выбор постоянной времени интегратора, т.е. иу.и Су, производится с учетом максимального периода следования вход ных импульсов. По достижении выходным напряжением интегратора величины Uj рабатывает пороговый элемент 11,и ключ 12 закрывается. С приходом слеующего входного импульса цикл повторяется. Таким образом, происходит блокировка операционного усилителя в промежутке между входными импульсами, обеспечивающая помехозащищенность. Изменение периода следования входных импульсов, например уменьшение, приводит к увеличению порога срабатывания операционного усилителя (автоматически перестраивается порог срабатывания с Uj ДО Vn в зависимости от частоты), так как выходное напряжение интегратора не успевает изменяться до величины напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя, обусловленной положительной обратной связью. . Приведенные положения справедливы при использовании зависимости изменения амплитуды входных импульсов от частоты (увеличение частоты следования приводит к увеличению амплитуды). При этом постоянную времени интегратора выбирают с учетом зависимости амплитуды от частоты следования импульсов. Формула изобретения Нуль-орган, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен источник входного сигнала, а неинвертирующий вход через последовательно соединенные резистор обратной связи и разделительный диод соединен.с выходом операционного уЪилителя и через делитель на резисторах с шиной нулевого потенциала, и ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены пороговый элемент, интегратор и элемент И, один вход которого соединен с выходом порогового элемента, другой - с выходом операционного усилителя, а выход элемента И подключен к управляющему входу ключа, включенного между выходом интегратора и средним выходом делителя на резисторах; при этом первый вход интегратора Непосредственно а Второй через дополнительный разделительный диод : связаны с выходом операционного усилителя, а выход интегратора подключен к первому входу порогового элемента, второй иход которого соединен с неинве Зтирующим входом операционного усилителя. Источники информации, принятые во внимание:при экспертизе; 1.Журнал Электроника, русский перевод, 10, 1973, с. 59-60. 2.Авторское свидетельство СССР № 540254, Мкл. ф 05 В 1/01, 1976,