Компаратор Советский патент 1978 года по МПК G05B1/01 

Предлагаемое устройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть иснользовано в системах автоматического контроля и управления с амплитудной или амплитудно-импульсной модуляцией. Известны устройства для сравнения напряжений, принцип действия которых основан на возбуждении регенеративных колебаний на одном из выходов устройства в зависимости от знака разности сравниваемых сигналов 1. К недостаткам таких устройств относятся сложность построения принципиальной электрической схемы и трудоемкость ее настройки. Известны также устройства, сравнения, характеризующиеся простотой схемной реализации, высоким быстродействием и чувствительностью, стабильностью порога ерабатывания н возможностью регулирования величины гистерезиса 2. Однако они не позволяют производить сравнение . амплитудно-модулированных сигналов с опорным уровнем. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является компаратор, содержащий последовательно соединенные входной ключ, импульсный усилитель, выходной ключ и пороговый элемент, генератор импульсов, соединенный с управляющими входами входного и выходного ключей и с входами формирователей сигналов но переднему и заднему фронтам импульсов, и элемент И. Первый вход элемента И подключен к выходу формирователя сигналов по заднему фронту импульсов, второй вход элемента И - к выходу триггера, единичный вход которого соединен с выходом формирователя сигналов по переднему фронту импульсов 3. Это Зстройство имеет ограниченную область применения, что обусловлено невозможностью установления и регулирования величины гистерезиса. В современных системах автоматики широкое распространение нашли преобразователи угловых и линейных перемеш,еннй накапливаюшего типа. Информация с этих преобразователей снимается, как правило, в моменты перехода выходного напряжения через нуль и в определенном направлении. Выходное напряжение любого реального преобразователя представляет собой полезный сигнал с наложенным на него шумом. При использовании известной схемы компаратора наличие шумов может привести к существенной ошибке отсчета, так как вблизи одного и того же «нуля преобразователя его выходное напряж;ение может несколько раз

перейти через нулевой уровень, что и будет зафиксировано на выходах компаратора.

Цель изобретения - новьписние точности и расширение области нриыенеиия компаратора.

Поставленная цель достигается тем, что в компаратор введены доиолиительпые пороговый элемент и триггер, причем вход дополнительного порогового элемента подключен к выходу выходного ключа, а выход - к нулевому входу триггера, нулевой вход дополнительного триггера соединен с выходом элемента И, единичный вход - с выходом порогового элемента, а выходы дополнительного триггера являются выходами компаратора.

Функциональная схема компаратора представлена на чертеже.

Компаратор содержит входной ключ 1, импульсный усилитель 2, выходной ключ 3, пороговый элемент 4, формирователи 5 и 6 сигналов соответственно по переднему и заднему фронту импульсов, генератор 7 импульсов, триггер 8, элемент И 9, дополнительные пороговый элемент 10 и триггер И.

Работает компаратор следующим образом.

Входной ключ 1 и выходной ключ 3 замыкаются еинфазно с частотой генератора 7 импульсов. На выходах формирователей 5 и 6 сигналов формируются последовательности коротких опорных импульсов, сдвинутых друг относительно друга на величину длительности импульса генератора. Пусть амплитуда входного сигнала Xj в /-Й точке превышает опорный уровень f/onj порогового элемента 4 (Xj U оп) При этом на выходе порогового элемента 4 появляется импульс, расположенный на временной оси между соответствующими опорными импульсами с формирователей 5 и 6. Триггер 11 перебрасывается в единичное состояние. Одновременно на выходе порогового элемента 10 также образуется импульс (для правильного функционирования устройства необходимо соблюдение условия и ОП1 UOTI., , где и on, - опорный уровень порогового элемента 10). Импульс с выхода формирователя 5 устанавливает триггер 8 в единичное состояние, а импульс с выхода порогового элемента 10 перебрасывает триггер 8 в нулевое состояние. Элемент И 9 оказывается запертым по одному входу, и сигнал с формирователя 6 не поступает на нулевой вход триггера И. Триггер 11 сохраняет единичное состояние до тех пор, пока амплитуда входного

сигнала Xh в k-к точке не станет меньше опорного уровня /опа порогового элемента 10 (,}. В этом случае на выходах обоих пороговых элементов сигналы не появляются. Импульс с формирователя 5 устанавливает триггер 8 в единичное состояние, элемент И 9 оказывается открытым по одному входу, и импульс с формирователя 6 поступает на вход триггера 11 и возвра10 щает его в нулевое состояние.

Разность между опорными уровнями пороговых элементов U ощ и U оп, представляет собой гистерезис устройства, который может регулироваться в щироких пределах

15 в зависимости от параметров входного сигнала с наложенным на него шумом, что позволяет использовать предложенное устройство совместно с преобразователями перемещений накапливающего типа.

0

Формула изобретения

Компаратор, содержащий последовательно соединенные входной ключ, импульсный

5 усилитель, выходной ключ и пороговый элемент, генератор импульсов, соединенный с управляющими входами входного и выходного ключей и с входами формирователей сигналов по переднему и заднему фронтам импульсов, и элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя сигналов по заднему фронту имиульсов,-второй вход элемента И подключен к выходу триггера, единичный вход которого соединен с выходом формирователя сигналов по переднему фронту импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыпления точности и расширения области применения, в компаратор введены дополнительные пороговый элемент и триггер, причем вход дополнительного порогового элемента подключен к выходу выходного ключа, а выход - к нулевому входу триггера, нулевой вход дополнительного триг5 гера соединен с выходом элемента И, единичный вход подключен к выходу порогового элемента, а выходы дополнительного триггера являются выходами компаратора. Источники информации,

0 прииятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 456388, кл. G 05В 1/01, 1972.

2.Блинков Ю. В. Пороговое устройство. «Приборы и техника эксперимента № 6,

1972.

3.Заявка № 2398333/18-24, кл. G 05В 1/01, 1975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

.,