Релейный преобразователь аналоговых сигналов Советский патент 1979 года по МПК G06G7/12 

.,....- ..

Изобретение относится к области усилительных устройств и может быть использовано в вычислительных машинах и системах промышленной автоматики ,

Известны усилите.пьные устройства содержащие усилительный элемент, модулятор, демодулятор, вентильные элменты и генератор прямоугольных импульсов (1 .

Такие устройства имеют невысокую точность работы из-за - наличия в выходном сигнале помехового перемейного напряжения с частотой генератора прямоугольных импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является релейный преобразователь аналоговых сигналов, содержащий усилительный элемент, между инвертирующим входом и выходом которого включен интегрирующий конденсатор 2, Выход усилительного элемента соединен со входом выходного релейного элемента, выход которого через операторный резистор обратной связи по.ш лючен к инвертирующему входу усилительного элемента, неинвертирующий вход которого присоединен к первому контакту первого переключателя, второй контакт

которого подключен к первому входу преобразователя. Перек.пючающий контакт первого переключателя через основной на копительный конденсатор соединен с переключающим контактом второго переключателя, первый контакт которого подключен к шине нулевого потенциала, а второй - ко второму входу преобразователя.

0

Недостатком этого устройства является сравнительно малая точность работы из-за разделения процесса преобразования сигнала на интерва.пы запоминания и из-за разряда накопи5тельного конденсатора.

Целью изобретения является повышение точности работы.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него В1зе0дены третий и четвертый перек.лючатели, дополнительный накопительный конденсатор, первый и второй элементы с односторонней проводимостью, одни разноименные выводы которых при5соединены к выходу выходного релейного элемента. вывод первого элемента с односторонней проводимостью подключен к управляющим входам первого и второго переключателя.

0 Другой вывод второго элемента с односторонней проводимостью соединен с управляющими входами третьего и чет вертого переключателей. Первый контакт третьего, переключателя присоединен к неинвертирующему входу усилительного элемента, а второй контакт - к первому входу преобразователя. Первый контакт четвертого переключателя соединен с шиной нулево потенциала, а второй контакт - с вторым входом преобразователя. К пе реключаюищм контактам третьего и четвертого переключателей подсоединены обкладки дополнительного накопительного конденсатора. Функциональная схема предложенно го релейного преобразователя аналоговых сигналов изображена на чертеж Преобразователь содержит первый второй 2, третий 3 и четвертый 4 пе реключатели основной 5 и дополнител ный б накопительные конденсаторы, интегрирующий конденсатор 7, усилительный элемент 8, операторный резистор 9 обратной связи, выходной релейный элемент 10, первый 11 и второй 12 элементы с односторонней проводимостью преобразователя и шину нулевого потенциала 13. Устройство работает .следую дам об разом. Интегрирующий конденсатор 7, уси лительный элемент- 8, резистор 9 и релейный элемент 10 образуют автоколебательную систему с широтно-час тотно-импульсной модуляцией. При нулевом значении сигнала управления на первом 14 и втором 15 входах преобразователя переключение релейного элемента 10 вЪгходным напряжением усилительного элемента 8.осущетсвляется чэрез равные интервалы времени, fia выходе преобразова теля при этом формируется напряжени прямоугольной формы, положительные и отрицательные лмпульсы которого равны по амплитуде и длительности, Среднее значение этого напряжения за период автоколебаний равно нулю. Наличие сигнала управления на входах преобразователя приводит к изменению скорости нарастания выход ного напряжения усилительного элемента 8. В одну часть периода автоколебаг1ий, соответствующую совпадению знаков сигнала управления и сиг нала обратной связи, подаваемого через резистор 9, скорость изменени выходного напряжения усилительного элемента 8 увеличивается, а при раз ных знаках указанных сигналов эта скорость уменьшается. В результате среднее значение вы ходного напряжения преобразователя период автоколебаний устанавливается пропорциональным величине и соответствующим по знаку сигналу управления. Предположим, что при положительном импульсе напряжения релейного элемента 10 проводит первый элемент 11, а при отрицательном импульсе - второй элемент 12. Тогда при отрицательном импульсе выходного напряжения, конденсатор 5 подключен ко входам преобразователя, т,е. к источнику сигнала управления, а дополнительный конденсатор б - к неинвертирующему входу усилительного элемента 8. Постоянные времени цепи заряда основного и дополнительного конденсаторов 5 и б выбраны значительно меньше минимальной длительности выходных импульсов напряжения на выходе преобразователя. Поэтому, за время действия отрицательного импульса на выходе преобразователя напряжение на конденсаторе 5 равно величине сигнала управления. При изменении знака напряжения на выходе преобразователя, т.е. при положительном значении импульса конденсатор 5 подключается ко входу усилительного элемента 8, а дополнительный конденсатор б - ко входам преобразователя. За время действия положительного импульса выходного напряжения выходное напряжение усилительного элемента 8 изменяется под воздействием напряжения основного конденсатора 5, а на дополнительном конденсаторе 6 напряжение равно величине сигнала управления.. После переключения выходного релейного элемента 10 конденсаторы 5 и б изменяют свои функции: дополнительный конденсатор б выполняет роль источника управляющего напряжения, а основной конденсатор 5 запоминает входной управляю&№1й сигнал. Далее процессы повторяются. При дополнительно скачке сигнала управления изменение среднего значения выходного напряжения преобразователя происходит с задержкой, не превышающей одного периода автоколебаний. Эта задержка при использовании преобразователя в системах промышленной автоматики несущественна, так как период автоколебаний может быть выбран достаточно малым. Таким образом, в предложенном релейном преобразователе аналоговых сигналов отсутствует разделение процесса преобразования сигнала управления на интервалы запоминания и воспроизведения, так как сигнал управления подается на вход усилительного элемента В практически непрерывно, что повышает точность работы преобразователя. Формула изобретения Релейный преобразователь аналоговых сигналов, содержащий усилительный элемент, между инвертирующим входом и выходом которого включен интегрирующий конденсатор, выход усилительногоэлеманта соединен со входом выходного релейного элемента, выход которого через операторный резистор обратной связи подключен к инвертирующему входу усилительного элемента, неинвертирующий вход которого присоединен к первому контакту первого переключателя, второй контакт которого подключен к первому входу преобразователя, переключающий контакт первого переключателя через основной накопительный конденсатор :соединен с переключающим контактом второго переключателя, первый контакт которого подключен к шине нулевого потенциала, а второй контакт соединен со вторым входом преобразователя, отличающийся тем что, с целью повышения точности работы, в него введены третий и четвертый переключатели, дополнительный накопительный конденсатор, первый и второй элементы с односторонней проводимостью, одни разноименные выводы .которых присоединены к выходу выход. ного релейного элемента, другой вывод первого элемента с односторонней проводимостью подключен к управляюг щим входам первого и второго переключателей, другой вывод второго элемента с односторонней проводимостью соединен с управляющими входами третьего и четвертого переключателей, первый контакт третьего переключателя присоединен к неинвёртирующему входу усилительного элемента, а второй контакт - к первому входу преобразоOвателя, первый контакт четвертого переключателя соединен с имной нулевого потенциала, а второй контакт со вторым входом преобразователя, к переключающим контактам третьего и

S четвертого переключателей подсоединены обкладки дополнительного накопительного конденсатора.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Павленко В.Д. Электрические системы регулирования с сигналом связи постоянного тока, Энергия , 1971, с. 266-267, рис. 9-14.

2.йвторское свидетельство СССР

S № 507871, кл. G 06 G 7/12, 1974 (прототип).

/2