Развертывающий операционный усилитель Советский патент 1980 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Известны операционные усилители, работающие в релейном режиме, содержащие усилитель постоянного тока, выход которого через контакты переключателя соединен со входом релейного элемента, выход которого соединен со входом фазосдви гаюшего блока, накопительный конденсатор, токоограничительные и операторные , резисторы, интегрирующий конденсатор 1. Эти устройства характеризуются невысоким быстродействием. Наиболее близок к предлагаемому развертьгоающий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно усилитель постоянного тока, релейный элемент, фаз ос двигающий блок и генератор импульсов, подвижный контакт первого переключателя через масштабный резистор соединен со входом усилителя постоянного тока, первый неподвижный контакт первого переключателя подключен к выходу фипьгрующего блока, вход которого соединен со вхддом развертьюающего операционного усилителя, выходом которого является выход релейного элемента, втфой непоавижный контакт первого переключателя присоединен к шине нулевого потенциала, а первый неподвижный контакт через резистор, обратной СВ513И подключен к выходу релейного элемента, вход усилителя постоянного тока через масштабный резистор обратной .связи соединен с первым неподвижным контактом второго переключателя, втqpoй неподвижный контакт которого через интегрирующий конденсатор подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, выход усилителя постоянного тока присоединенк подвижному контакту второго переключателя и через первый токозадающий резистор - к первому негтодвижному контакту третьего переключателя, второй неподвижный контакт которогхэ через второй токозадающий резистор подключен ко входу усилителя постоянного тока, а подвижный контакт через накопи- тельный конденсатор соединен с шиной ну певого потенциала, выход генератора импульсов подключен к управляющим входам первого, второго и третьего перекпючате-. пей, между входами коррекции усипителя постоянного тока пош пючен основной корректирующий конденсатор и цепь из соединенньк поспедовательно допопнитепьного корректирующего конденсатора и ключевого элемента S. Это устройство имеет низкие динамические возможности вследствие продолжи- тельного цикла коррекции дрейфовых пара метров усилителя постоянного тока. Цепь изобретения повышение быстродействия устройства. Эта цель достигается тем, что управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом генератора импульсов. На чертеже изображена функциональная схема предложенного развертьтающего операционного усилителя. Усилитель содержит фильтрующий блок I, резистор 2 обратной связи, первый, второй и третий переключатели 3, 4 и 5, первый и второй токозадающие резисторы 6 и 7, накопительный конденсатор 8, мас штабный резистор 9, усилитель 10 постоянного тока, масштабный резистор 11 обратной связи, интегрирующий конденсатор 12, основной и дополнительный корректирующие конденсаторы 13 и 14, ключевой элемент 15,релейный элемент 16, фазосдвигающий блок 17, генератор 18 импульсов, шину 19 нулевого потенциала, вход 20 и выход 21 развертывающего операционного усилителя. Устройство работает следующим образом. Интегрирующий каскад образован масштабным резистором 9, усилителем 10 постоянного тока и интегрирующим конденс сатором 12, Релейный элемент 16 имеет симметричные пороги переключения. Сигнал на выходе 21 неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку, т.е. представляет собой симметричное напряжение прямоугольной формы при отсут ствии входного сигнала. Наличие сигнала управления приводит к изменению относительной продолжитепьности импульсов прямоугольного напряжения и средаее значение за период устанавливается пропорциональным величине входного сигнала. Выходной сигнал фазос двигающего блока 17 сдвинут относительно фронтов имitynbcoB прямоутольного напряжения на HI ходе 21. на не1 оторое время запаздьгеания. Синзфонно с изменением знака выходного сигнала фазосдвигающего блока на выходе генератора 18 импульсов формируются импульсы нормализованной и стабильной длительности, с помощью коте рых осуществляется управление первым, вторым и третьим переключателями 3, 4 и 5 и ключевым элементом 15, При наличии сигнала на выходе генератора 18 имгульсов первый, второй и третий переключатели 3, 4 и 5 и ключевой элемент 15 устанавливаются в положение, противоположное изображенному на чертеже. Усилитель 10 постоянного тока переходит в режим масщтабного усилителя. На его выходе появляется сигнал, пропорциональный его входному току и напряжению смещения нуля. Накопительны конденсатор 8 запоминает это напряжение По исаечении длительности сигналов с вьь вьссода генератора 18 импульсов первый, второй и третий переключатели 3, 4 и 5 и ключевой элемент 15 переходят в исходное состояние, а за счет разряда накопительного конденсатора 8 производится коррекция нулевого уровня усилителя Ю постоянного тока. При переключении усилителя 10 постоянного тока в режим масштабного усилителя, т.е. во время действия сигнала с выхода генератора 18 импульсов, дополнительный корректирующий конденсатор 14 отключается с помощью ключевого элемента 15, Расширяется полоса пропускания усилителя 10 постоянного тока, что приводит к уменьшению времени переходного процесса при запоминании и коррекции нулевого уровня. Тем самым оказьюается возможным повысить частоту автоколебаний развертьюающего операционного усилителя, что эквивалентно расширению динамических возможностей, повышению быстродействия устройства. Для исключения ложного срабатывания релейного элемента 16 из-за коммутационных помех при работе переключателей 3, 4 и 5 и ключевого элемента 15 с помощью фазос двигающего блока 17 осуществляется сдвиг выходных импульсов этого блока относительно момента изменения знака сигнала релейного элемента 16. При этом релейный элемент 16 успевает перейти в устойчивое состояние, при котором амплитуда коммутационных помех оказывается меньше зоны неоднозначности оелейного элемента 16.

Формула изобретения

Развертывающий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно усилитель постоянного тока, репей ный элемент, фазосдвигающий блок и генератор импульсов, подвижный контакт первого переключателя через масштабньй резистор соединен со входом усилителя постоянного тока, первый неподвижный кон- такт первого переключателя подключен к выходу фильтрующего блока, вход которого соединен со входом развертывающего операционного усилителя, выходом которого является выход релейного элемента, второй неподвижный контакт первого переключателя подсоединен к шине нулевого потенциала, а первый неподвижный контакт через резистор обратной связи подключен к выходу релейного элемента, вход усилителя постоянного тока через масштабный резистор обратной связи соединен с первым неподвижным контактом второго переключателя, второй неподвижный контакт которого через интегрирующий конденсатор подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, вььход усилителя постоянного тока подсоединен к подвижному контакту второго переключателя и через первый токозадающий резистор - к первому неподвижному контакту третьего переключателя, второй неподвижный контакт котсрого через второй токозадающий резистор подключен ко входу усилителя постоянного тока, а подвижный контакт через накопительный конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, выход генератора импульсов подклк чен к управляющим входам первого, втсро го и третьего переключателей, между вхо дами кфрекции усилителя постоянного тока подключен основной коррект1фующий конденсатф и цепь из соединенных последовательно дополнительного корректирующего конденсатора и ключевого элемента, отличающий с. я тем, .что, с целью повышения быстродействия, управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР Vg 507871, кл. G 06 Q 7/12, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 515118, кп, G 06 G 7/12, 1974 (прототип).

г