Устройство для выделения модуля знакопеременного сигнала Советский патент 1980 года по МПК G06G7/12 

(54) УСТРОЙСТВО ВВДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к аналоТовой вычислительной технике и може быть использовано для построения быстродействующих функциональных преобразователей, детекторов абсолютных значений сигналов, прецизион ного устройства выбора наибольшего сигнала, прецизионного порогового устройства. Известны построенные по схеме с идеальным диодом устройства, содержащие операционные усилители и присоединенные к ним масштабные резисторы и разделительные диоды для прецизионного вьщеления модуля знакопеременного сигнала.В таких устро ствах разделительные диоды включены в цепи обратной связи операционного усилителя, что дает возможность исключить неидеальность этих диодов при постоянных или медленно изменяю щихся входных сигналах. Однако изза включения разделительных диодов в цепи обратных связей операционного усилителя существенно ухудшают ся частотные характеристики известных устройств выделения модулей знакопеременных сигналов. Это про.является в искажениях выходных сиггалов устройств, когда входные сигналы изменяют знак, поскольку в это время обратные связи операционного усилителя разорваны разделительными диодами, а интервалы времени такого состояния оказываются сравнительно большими из-за инерционных свойств усилителя. Наиболее близким по технической сущности является устройство дл выделения модуля знакопеременного сигнала , которое содержит блок выделения однополярной полуволны входного сигнала и сумматор, инвертирующий вход которого соединен масштабными резисторами с входной клеммой устройства и с выходом блока выделения однополя&ной полуволны входного сигнала, инвертирующий вход операционного усилителя которого соединен масштабным резистором с входной клеммой устройства, причем блок выделения однополярной полуволны входного сигнсша построен по схеме с идеальным диодом, т. е. в- обратные связи этого блока включены цепочки, содержащие разделительные диоды. . Недостатком устройства-прототиina является низкая динамическая точ.ность из-за большого влияния на погрешность выходного сигнала устройства искажения формы выходного сигнала блока выделения однополярной полуволны входного сигнала при высокой частоте изменения последнего что обусловлено наличием в обратных связях операционного усилителя этого блока разделительных диодов.

Целью изобретения является повышение точности.

Это достигается тем, что устройство, содержащее блок вьщеления однополярной полуволны сигнала, инвертирующий вход которого через первый масштабный резистор соединен с входной .клеммой устройства, выход блока выделения однополярной полуволны сигнала через второй масштабный резистор подключен к неинвертирующему входу сумматора, соединенному через третий масштабный резистор с входной клеммой устройства, содержит входной разделительный диод и дополнительные масштабные резисторы, первые выводы которых подключены соответственно к инвертирующему входу сумматора и неинвертирующему входу блока выделения однополярной полуволны сигнала, вторые выводы дополнительных масштабных резисторов через вход-, ной разделительный диод соединены . с входной клеммой устройства.

На чертеже приведена схема устройства для выделения модуля знакопеременного сигнала.

Устройство содержит входной разделительный диод 1, масштабные резисторы 2, 3, 4, 5, 6, сумматор 7, .входной операционный усилитель 8 и операционные цепи 9 блока выделения однополярной Полуволны сигнала 10, входную и выходную клеммы 11 12.

Сопротивления масштабных резисторов 3, б выбираются таким образом чтобы оба коэффициента передачи блока 10 по инвертирующему и неинвертирующему входам были равны друг другу при вьщелении со знаком минус положительной полуволны сигнала Ug , когда входной сигнал устройства положителен Uii Ь . Поэтому напряжение на выходе блока вьщеления однополярной полуволны сигнала равно умноженному на отрицательную константу падению напряжения на входном разделительном диоде 1 U o-Krf-U , .

где К J.J. - коэффициент передачи блок выделения однополярной полуволны синала при и и g О Следовательно выходное напряжени сумматора равно

, где к 2 , к, , , 5 коэффициенты порёдачи сумматора, величины которых определяются величинами сопротивлений масштабных резисторов 2, 4, 5

Из (2) видно, что еслик К,.5К, а К,-7К. , то

,,

Еслии„ 0, ToUnQ-O и ток через резистор 2 тоже равен нулю, поэтому

Таким образом, блок 10 выделения однополярной полуволны предназначен только компенсации падения напряжения На входном разделительном диоде. Его выходное напряжение и изменяется в малых пределах, определяе1.1ых величиной падения напряжения Ug на входном разделительном диоде при 0 . Поэтому искажения выходного сигнала блока 10 выделения однополярной полуволны сигнала при высокой частоте входного сигнала и;| гораздо в меньшей степени влияют на форму выходного сигнала сумматора по сравнению с устройством, в котором выходной сигнал блока выделения однополярной полуволны сигнала изменяется в существенно больших пределах и практически полностью определяет собой выходной сигнал сумматора.

Использование входного разделительного диода 1 и дополнительных масштабных резисторов 3, 4 выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа,так как приводит к уменшению влияния динамических погрешностей блока 10 выделения однополярной полуволнысигнала при высокой чатоте входного сигнала устройства на выходной сигнал сумматора, что позволяет в 3-4 раза расширить допустимую частоту изменения входного сигнала и приблизить частотный диапазон устройства выделения модуля знакопеременного сигнала к частотному диапазону инверторов, реализован- . ных на операционном усилителе того же типа, чтои усилители устдрйства.

Поскольку в заявляемом устройстве влияние погрешностей блока выде.ления однополярной .полуволны сигнала на выходной сигнал устройства намного меньше, чем в устройствепрототипе, то в качестве блока вьщеления однополярной полуволны сигнала можно использовать менее точные в статике, но более быстродействующие схемы по сравнению с блоком, построенным по схеме идеальным диодом.

Формула изобретения

Устройство выделения модуля знакопеременного сигнала, содержащее блок выделения однополярной полуволн сигнала, инвертирующий вход которого через первый масштабный резистор соединен с входной клеммой устройства, а выход блока выделения однополярной полуволны сигнала через второй- масштабный резистор - с входной клеммой устройства, отличающееся тем, что с целью повьошения точности, устройство содержит входной разделительный диод и дополнительные масштабные резисторы, первые выводы которых- подключены, соответйтвенно к инвертирующему входу сумматора и инвертирующему входу блока выделения. однополярной полуволны сигнала, вторые выводы дополнительных масштабных резисторовчерез входной разделительный диод соединены с входной клеммой устройства.

12