Устройство для выделения максимального напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/30 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, но может быть использовано и в системах автоматического управления.

Известно устройство для вьщеления максимального напряжения, выполненное на операционных усилителях с диодами в цепях обратной связи 1

Это устройство не обеспечивает выделения максимального напряжения при количестве входных сигналов более двух.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для выделения максимального напряжения, содержащее диоды, катоды которых соединены с клеммой инвертирующего входа общего выходного операционного усилителя, резисторы 2 ,

Это устройство обеспечивает выделение максимального напряжения при неограниченном количестве входных сигналов, но характеризуется низкой разрешающей способностью, значительной нелинейностью и нестабильностью, коэффициента передачи и, кроме того. оказывается неработоспособным, если все входные напряжения имеют отрицательную полярность.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства.

Для достижения этого в устройство для выделения максимального напряжения, содержащее-.Диоды, катоды которых соединены с клеммой инвертирующего входа общего выходного операционного усилителя, резисторы, введе10ны дополнительные операционные уси- . лители, причем клеммы неинвертирующих входов дополнительных операционных усилителей через одни резисторы связаны с входными клеммами устройства и через другие резисторы - с выходной клеммой общего выходного операционного усилителя, клеммы инвертирующих входов через третьи резисторы, соединены с шиной нулевого

20 потенциала, а выходные клеммы подключены к анодам соответствующих диоцов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройст25ва для выделения максимального напряжения применительно к четырем входным сигналам.

Устройство содержит резисторы 1-4, 5-8, 9-12, и 13, 14, диоды 15-18, 30 операционные усилители 19-22 и 23.

На схеме обозначены также входные напряжения U - U и выходное напряжение Ufcjji .

Сопротивления схемы должны удовлетворять следующим соотношениям

В9-Ьр-Ъь.Ь{2,,. . T, -ъ . ь. 1 1А

и

т, . г, .p.

.x,,

Пусть в определенный момент времени все входные напряжения положительны, причем

, г АМаксимальное положительное напряУение и , пройдя на неинвертирующий вход усилителя 19, отпирает диод 15, а поступив на инвертирующий вход усилителя 23, создает в конечном счете на выходе устройства отрицательное напряжение.

,

и

ЬЫХ R,

При этом ток обратной связи через резистор 9 компенсирует входной ток через резистор 1, а токи обратной связи через резисторы 10-12 превышают по абсолютной величине соответствующие токи через входные резисторы 2-4. В результате на неинвертирующем входе усилителя 19 оказывается напряжение, равное нулю, а на каждом из неинвертируювшх входов усилителей 20-22 возникает отрицательное напряжение. В связи с этим все диоды кроме диода 15, заперты.

Пусть теперь все входные напряжения имеют отрицательную полярность, причем .

..luj.

До поступления установившегося режима все диоды заперты напряжеями насыщения усилителей 19-22, имекшшми отрицательную полярностьi При этом обратные токи диодов создают на инвертирующем входе усилителя 23 небольшое отрицательное напряжение,, кото-рое, инвертируясь и усиливаясь, вызывает нарастание положительного выходного н-апряжения. Это нарастание будет продолжаться до тех пор, пока

jTOK обратной связи через резистор 9 Не скомпенсирует полностью входной . ток через резистор 1, после чего диод 15 откроется, создавая устойчивую отрицательную обратную связь по входу и, В результате, как и ранее, выходное напряжение устройства будет прямо пропорционально входно- му напряжению, имеющему минимальное абсолютное значение.

Нетрудно заметить, что в данном

устройстве все диоды отпираются и запираются при весьма малых значениях входных напряжений, благодаря чему разраяающая способность устройства оказывается достаточно высокой.

Наличие общих обратных, связей компенсирует нелинейности вольтамперных характеристик диодов и практически исключает влияние разброса параметров- диодов на точность устройства.

Формула изобретения

Устройство для выделения максимальг-ioro напряжения, содержащее диоды, катоды которых соединены с клем мой инвертирующего входа общего выходного операционного усилителя, резисторы, отличающеес я тем, что,с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительные операционные усилители, причем клем мы неинвертирующих входов дополнитель5 ных операционных усилителей через одни резисторы связаны с входными леммами устройства и через другие резисторы - с выходной клеммой общего выходного операционного усилитё0 ля, клеммы инвертирующих входов через третьи резисторы соединены с шиной нулевого потенциала, а выходные клеммы подключены к анодам соответствущих диодов.

Источники информации.

принятые во внимание при экспертизе

1, Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж.Грэна, Дж.Тоби и Л.Хьюлемана.

M.J Мир , 1974, с.272.

2,Болотова Т.М. и др. Резервирование аналоговых устройств автоматики .-- М. , Энергия, .1975, с,.

Ьык