Компаратор абсолютных величин Советский патент 1980 года по МПК G05B1/01 

1

Изобретение относится к электронной аналоговой вычислительной техни-, ке и предназначено для сравнения абсолютных -величин лвух электрических с сигналов, заданных в виде тока или напряжения, и выдачи на одном выходе сигнала о результате сравнения.

Известны компараторы, выполненные на дифференциальном операционном 10 усилителе, охваченном положительной обратной связью l

Недостаток известных компараторов состоит в том, что они сравнительно громоздки.15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гистерезисный компаратор на дифференциальном операционном ycиJ итeлe, охваченном положительной обратной 20 связью, осуществляющий сравнение двух электрических сигналов, заданных в виде тока или напряжения на неинвертирующем входах усилителя и обладающий скачкообразным изменением вы- 25 ходного сигнала при увеличении разности входных сигналов до значения, большего порогового 2 .

Такие компараторы имеют два порога переключения, различающиеся на 30

ширину петли гистерезиса, и осуществляют сравнение сигналов, лишь при определенном сочетании их знаков,зависящем от расположения петли гистерезиса к оси входных сигналов.

Недостаток таких компараторов заключается в их относительной сложности, поскольку при выделении абсолютных значений сигналов требуется дополнительный дифференциальный операционный усилитель.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Для достижения цели в компаратор абсолютных величин, содержащий дифференциальный операционный усилитель, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соединены с входами компаратора соответственно через первые и вторые последовательно соединенные входной масштабный резистор и разделительный диод, неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя через первый масштабный резистор обратной связи соединен с шиной нулевого потенциала и через второй масштабный резистор обратной связи - с выходом дифференциального операционного усилителя, третий маештабный резистор обратной связи включен между инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, введены третий и четвертый разделитель- ные диоды, причем общий вывод первых входного масштабного резистора и разделительного диода через третий разделительный диод соединен с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя,а общий вывод вторых входного масштабного резистора и разделительного диода через четвертый разделительный диод подключен к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя.

Такое включение диодов обеспечивает скачкообразное изменение выходного напряжения при достижении разностью абсолютных значений двух входных сигналов величины большей половины ширины петли гистерезиса.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема гистерезисного компаратора абсолютных величин/ на фиг. 2 - статическая характеристика компаратора, построенная как зависимость выходного напряжения от входного сигнала по первому входу.

Двухвходовой гистерезисный компаратор абсолютных величин содержит дифференциальный операционный усилитель (ОУ) 1 с неинвертирующим входом 2, инвертирующим входом 3 и выходом , 4.. Масштабный резистор 5 обратной связи включен между выходом 4 и входом 2 ОУ, масштабные резисторы б и 7 обратной связи включены соответственно между входами 2 и 3 ОУ и шиной 8 нулевого потенциала. Разделительные диоды 9-12 включены в кольцевую схему так, что анод диода 9 и катод диода 12 соединен со входом 2 ОУ, а анод диода 11 и катод диода 10 соединены с входом 3 ОУ, причем между общим выводом разделительных диодов 11 и 12 и входной клеммой 13 включен входной масштабный резистор 14, а между общим выводом разделительных диодов 9 и 10 и входной клеммой 15 входной масштабЕ1ый резистор 16.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что сигнал на входе 13 -имеет положительную полярность и меньшую абсолютную величину, чем сигнал отрицательной полярности на входе 15 компаратора. При этом диоды 9 и 12 открыты, а диоды 10 и 11 : акрыты. Если разность абсолютных значений напряжений на входах больше половины ширины петли гистерезиса компаратора, то на его выходе - напряжение отрицательной полярности. ,

Если сигнал на входе 13 при положительной полярности больше по абсолютной величине сигнала на входе 15 при отрицательной его полярности на величину, превышающую половину петли г,устерезиса компаратора, то при этом диоды 9 и 12 открыты, диоды 10 и 11 закрыты, а сигнал на выходе компаратора имеет положительную полярность .

Таким образом, за счет применения указанного включения диодов достигается расширение функциональных возможностей гистерезисных компараторов описанного типа при упрощении схемного решения задачи выделения абсолютного значения величины входных сигналов.

Формула изобретения

Компаратор абсолютных величин,содержащий дифференциальный операционный, усилитель, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соединены с входами компаратора соответственно через первые и вторые последовательно соединенные входной масштабный резистор и разделительный диоД, неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя через первый масштабный резистор обратной связи соединен с шиной нулевого потенциала и через второй масштабный резистор обратной связи - с выходом дифференциального операционного усилителя, третий масштабный резистор обратной связи включен между инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены трзтий и четвертый разделительные диоды

причем общий вывод первых входного масштабного резистора и разделительного диода через третий разделительный диод соединен с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя, а общий вывод вторых входного масштабного резистора и разделительного диода через четвёртый разделительный диод подключен к кеинвертирующемувходу дифференциального операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Clayton G.B. Voltage comparators and multivibrators, Wireless World, 1969, N 1406.

2.Авторское свидетельство СССР № 329505, кл. G 05 В 1/01, 1970 (прототип).

«

Фиг.

V,,f

Фиг.