Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала Советский патент 1979 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится, к области вычислительной техники, в частности -к специализированным функциональным преобразователям, и предназначено для вычисления модуля знакопеременного сигнала. Известны устройства для формирования абсолютного значения знакоперемен ного сигнала, в которых используютсй вентильные элементы и операционные усилители tl. Недостатками устройств являютс$ь низкая линейность, точность и стабильность, обусловленные нелинейностью характеристик, разбросом прямых и обратных сопротивлений полупроводниковы диодов и связанная с этим нечувствите ность в режиме малого сигнала. Наиболее близким по технической су ности к дакгюму являемся устройство для. выделения модуля знакопе ременного сигнала, содержащее операционные усилители, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с ШИ1ЮЙ нулевого потенциала, инвертирующий вход подключен к выходу первого сумсумматора, первый вход которого является входом устройства и соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, Ьыходы операционных усилителей подключены к соответствующим входам второго сумматора 2Т. Недостатками указанного устройства являются низкая точность, стабильность и линейность преобразования, обусловленные нелинейностью обратных сопротивлений полупроводниковых диодов и зависимостью параметров выходного сигнала от частотных свойств и коэффициента усиления применяемых операционных усилителей. Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков. Это достигается тем, что в устройстве выход второго сумматора, являющийся выходом устройства, соединен со вторым входом первого сумматора и ийвертирующим входом второго операционного усилителя. На фнг. 1 представлен структурная схема устройства; на фиг. 2 - приведены графики, поясняющие работу устройст ва. Предлагаемое устройство для вычисления модуля знакопеременного сигнала содержит два операционных усилителя 1, 2 и два сумматора 3, 4, вход 5 устройства, инвертирующий 6 и неинвертиру- ющий 7 входы операционного усилителя 1 и инвертирующий 8. и неинвертирующий 9 входы операционного усилителя 2, выходы 10 и 11 операционных усилителей 1 и 2 соответственно, входы 12, 13 и 14, 15 сумматоров 3 и 4 соответственно, шина 16 нулевого потенциала, выход 17 устройства, выход 18 сумматора 3, Вход 5 устройства подключен к нейнвер- тирующему входу 9 операционного усилителя 2 и входу 12 сумматора 3. Выход 17 устройства соединен с инвертирующим входом 8 операционного усилителя 2 и вторым входом 13 сумматора 3. Вы ход 18 сумматора 3 подключен к инвертирующему входу 6 операционного усилителя 1, неинвертирующим входом 7 соединенного с шиной 16 нулевого потенциала. Вьгхрды 1О и 11 операционных усилителей 1 и 2 подключены к входам 14 и 15 сумматора 4. Устройство для вычисления модуля знакопеременного сигнала работает следующим образом. Входной знакопеременный сигнал поступает одновременно на вход 12 сумматора 3 и на неинвертирующий вход 9 опе рационного усилителя 2. Операционные усилители (ОУ) 1 и 2 имеют различные передаточные характеристики, а именно: для У01 VlX. (1). « 2 вых/ и х где - коэффициенты передачи ОУ1 и ОУ2 соответственно; ВЫХ выходное напряжение операционного усилителя 1; Ujjy - выходное напряжение опера ционного ус ителя 2. В зависимости от полярности входного сигнала возможны два режима работы схемы. Режим Т. Входное напряжение отрицательно, ТО есть ИвхКО. Входной сигнал отрицательной полярности (5, фиг. 2) поступает на нейнвер- тирующий вход 9 ОУ2 н на первый вход 12 сумматора 3. При этом сигнал отрицательной полярности с выхода 11 опе рационного усилителя 2 поступает на вход 15 сумматора 4, а сигнал положительной полярности с выхода 10 операционного усилителя 1 поступает на вход 14 сумматора 4. В этом случае на выходе 17 сумматора 4 сформируется сиг- нал положительной полярности. Этот сипнал поступает на не инвертирующий вход 8 операционного усилителя 2, создавая отрицательную разность потенциалов между не инвертирующим входом 9 и инвертирующим входом 8 ОУ2, что приводит к постоянному отрицательному потенциалу на выходе 11 ОУ2 (11, фиг. 2). Таким образом, в случае отрицательного входного сигнала работает ОУ1 (10, фиг. 2) И сигнал на выходе устройства будет определяться зависимостью вых-Л вхРежим II. Входное напряжение положи- тельное, то есть . Входной сигнал положительной поляр- ности (5, фиг. 2) поступает на неинвертирующий вход 9 операционного усилителя 2 и вход 12 сумматора 3. При. этом сигнал положительной полярности с выхода 11 ОУ2 поступает на вход 15 сумматора 4, а сигнал отрицательной полярности с с выхода 10 ОУ1 -на вход 14 этого же сумматора. На выходе 17 устройства появится сигнал положительной полярности, Этот сигнал поступает на вход 13 сумматора 3, что приводит к увеличению положительной разности потенциалов между инвертирующим входом 6 и неинвертирующим входом 7 операционного усилителя 1. В результате этого на выходе 10 ОУ1 установится отрицательное напряжение (1О, фиг. 2). Таким образом, с приходом положительного входного сигнала работает ОУ2 (11, фиг. 2) и напряжение на выходе устройства определится выражением Bbix- BXНаличие в предлагаемом устройстве совершенно новых связей,на именно, связей выхода устройства со входами операционных усилителей позволяет существенно повысить точность, стабильность и линейность вычисления модуля знакопеременного сигнала и, как следствие этого, существенно повысить частотный диапазон работы устройства.

Формула изобретения

/

Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала, содержа1Цё е Ъ1Тё- рационные усилители, неинвертирутощиГ вход первого операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, инвертирующий вход подключен к выходу первого сумматора, первый вход которого является входом устройства и соединен с неинвертирующим входом Btoiiioro операционного усилителя, выходы опера- дионных усилителей подключены к соответстбующим входам второго сумМйтОра,

отличающееся тем, что с целью повышения точности, стабильности и линейности преобразования, выход второго сумматора, являющийся выходом устройства, соединен со вторым входом первого сумматора и инвертирующим входом второго операционного усилителя.

Источники информа ции, принятые во виамание при экспертизе)

1.Г. KopHi Т. Корн. Электронные аналогЪвые и айалдгб- йфровые вычислительные машины. М., Мир, 1968, с. 18.

2,Аналоговая и аналого-цифровая вычислительная техника. Сборник статей под редакцией В. В. Ушакова. М., Советское радио , 1973, вып. 6, с. 249 (прототип).

Л

15i;z

%

70

п

17

nФиг.г