Резервированный многокаскадный усилитель Советский патент 1980 года по МПК H05K10/00 H03F1/48 

(54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ МНОГОКАСКАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

t ,

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может; быть использовано при построении цифроаналоговых систем, повь1шенной надежности.

Известно устройство, выполненное по схеме общего постоянного резервирования с параллельным включением усилительных блоков в основном тракте и имеющее систему автоматической регулировки усиления в цепи обратной связи, с помощью которой производится компенсация потерь в усилении при возникновении отказов в основном усилительном тракте устройства 1. Однако, использование общего резервирования не позволяет оптимально распределить избыточность по каскадам с учетбм их реальной электрической и тепловой нагрузки и, кроме того, способ автоматической регулировки усиления, весьма эффективный для управления коэффициентом усиления маломощных предварительных каскадов, становится практически неприемлемым для регулировки усиления мощных выходных каскадов усилительных устройств.

Наиболее близким техническим рещением к данному изобретению является резервированный многокаскадный усилитель, содержащий в каждом каскаде соответствующее номеру каскада число основных и резервных усилителей, входы которых подсоединены к соответствующим выходам основных распределителей, а в цепи компенсирующей обратной связи - анализатор амплитуды, соединенный с блоком управле 2Ь

Недостатком данного устройства является то, что несмотря на имеющиеся резервы усиления, оно не сохраняет работоспособность при обрыве общего выхода, Подключаемого к внещней нагрузке, или в случае появления хотя бы одной неисправности в основном тракте в сочетании с отказом любого элемента в цепи компенсирующей обратной связи.

го

Цель настоящего изобретения - повыщение надежности многокаскадного усилителя и обеспечение устойчивости его характеристик при внезапном отказе любого элемента, a также при некоторых сочетаниях внезапных отказов в основном тракте и в цепях компенсации усиления. Эта цель достигается тем, что в каждый каскад основного тракта введены ключи, выходные сумматор каскадов и дополнительный распределитель, выходы которого через последовательно соединенные анализаторы амплитуды и блоки управления соединены с управляющими входами соответствующих ключей, сигнальные входи которых соединены с выходами резервный усилителей каждого каскада, а выходы - со вторыми входами выходных сумматоров каждого каскада, первые входь сумматоров соединены с выходами основных усилителей каждого каскада, а выходы - с со6т1ветствующими входами основных распределителей последующего каскада. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Резервированный многокаскадный усилитель содержит N по;следовательно соединенных каскадов в основном усилительном тракте и параллельных каналов компенсации в цепи обратной связи. При этом каждый кас кад усилительного тракта состоит из основного распределителя 1 { параллельной группы однотипных усилителей 2|, 2,... 2, параллельной подгруппы однотипных ключей 3;, 3... 3 ;с нормальН() разомкнутЬ1ми контактами и выходного сумматора 4 (i 1, 2,... ...N). В каждом i-M каскаде основного тракта усилители разбиты на две подгруппы так, что число усилителей первой (основной) подгруппы равно т- -k, а число усилителей во второй (резервной) подгруппе, рав.но k. Выходы усилителей 2, 2... основной подгруппы подсоединяются прямо к соответствующим входам сумматора 4;,, а выходр усилителей 2 ....2f резервной подгруппы подсоединяеются к оставщимся k входам сумматора 4 .через ключи 3, 3...3j. .(n. mj-k-f 1). Выходы последнего сумматора 4 усилительного тракта через специальные отводы соединяются с соответствующими входами дополнительного распределителя 5, стоящего в цепи обратной связи. К выходам дополнительного распределителя 5 раздельно подключень k каналов компенсации, каждый из которых представляет собой последовательное соединение анализатора 6 амплитуды выходногр сигнала устройства и блока управления 7 (J l,2,...k). Каждый блок управления, например ,7, имеет N различающихся выходов 8...8jJ, подключенных соответственно к управляющим вход.ам одноименных (по индексу J) ключей 3i.3, принадлежащих разным каскадам усилительного тракта. Резервированный многокаскадный усилитель работает следующим образом.

720840 В исправном состоянии требуемое усиление обеспечивается работой основных усилителей в каждом каскаде. При отказе основных усилителей в соответствующих каскадах автоматически включаются в работу резервные усилители. Устройство сохраняет работоспособность и в том случае, когда обрывается один из общих его выходов или откажет какой-либо элемент в цепи обратной связи. Для автоматического управления структурой основного тракта достаточно, чтобы был исправен один канал компенсации, который, имея N различающихся выходов, охватывает своим действием по крайней мере один ключ резервной подфуппы в каждом каскаде усилительного тракта. В качестве простого вариантареализации предлагаемого устройства может быть принят метод пропорционального наращивания усиления по каскадам основного тракта с последующей координатной расшифровкой номера неисправного каскада и автоматической заменой отказавщего в этом каскаде усилителя на аналогичный резервный усилитель, что обеспечивается соответствующей работой ключей, анализаторов амплитуды и блоков управления. Эффективность предлагаемого устройства определяется более рациональным по сравнению с известными использованием избыточных элементов в основном тракте и наличие резерва в цепи обратной связи, что позволяет равномернее распределить нагрузку по усилителям в каждом каскаде основного тракта и повысить надежность как компенсирующей системы, так и всего устройства в целом. Формула изобретения Резервированный многокаскадный усилитель, содержащий в каждом каскаде соответствующее номеру каскада число оснокных и резервных усилителей, входы которых соединень с основными распределителями, анализатор амплитуды, соединенный с блоком управления, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, он содержит ключи, выходные сумматоры каскадов, дополнителвный распределитель, выходы которого через последовательносоединенные анализаторы амплитуды и блоки управления соединены с управляющими входами соответствующий ключей, сигнальные входы которых соединены с выходами резервных усилителей каждого каскада, а выходы - с BTopbiMHвходами выходных сумматоров каждого каскада, первые входы сумматоров соединены с выходами основных усилителей каждого каскада, а выходы - с соответствующими входами основныз распределителей последующего каскада.

И(Уточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 4Ш529, кл. Н 03 F 1/00,(Н.06.71.

нгнЕ

Г4

;

1,.1-.1