Развертывающий операционный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G06G7/12 

1

Изобретение относится к усилительным устройствам с ишротно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен развертывающий операционный преобразователь, содержащий интеграторы, релейный элемент, сумматор tlj.

Однако устройство характеризуется низкой надежностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является развертывающий операционный преобразователь, содержащий сумматор, интеграторы, релейные элементы, фильтры и масштабные резисторы С.

Недостатком устройства является низкая надежность работы.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в известный развертывающий операционный преобразователь, содержалчий сумматор, выход которого соединен со входами первого, второго и третьего интеграторов, выход каждого из которых подключен ко входу соответствующего релейного элемента, к выходу ка)здого релейного элемента подключен вход соответствующего фильтра и вывод соответствующего масштабного резистора, вторые выводы масштабных резисторов соединеШ) и являются выходом развертывающего операционного преобразователя, который через масштабный резистор обратной связи подключен к первому входу сумматора, второй вход которого является входом развертывающего операционного преобразователя, введены первый и второй дополнительные сумматоры, первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратной связи, первый, второй и третий элементы с положительной зоной нечувствительности, первый, второй н третий элементы с отрицательной зоной нечувствительности первый, второйа третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем, к выходу первоГО фильтра подключены входы первых элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности к выходу второго фильтра подкхпочены входы вторых элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности, к выходу третьего фильтра подключены входы третьих элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности выходы первого и второго дополнительных сумматоров соответственно через первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратной связи соединены с третьим и четверт входами сумматора, выход первого элемента с положительной зоной нечу ствительности соединен с первыми вх дами первого и третьего элементов И, выход первого элемента с отрицательной зоной нечувствительности под ключен к первым входам четвертого и шестого элементов И, выход второго элемента с положительной зоной нечувствительности соединен со вторым входом первого элемента И и спервым входом второго элемента И, выход второго элемента с отрицатель ной зоной нечувствительности подключен к второму входу четвертого э мента И и к первому входу пятого элемента И, выход третьего элемента с положительной зоной нечувствительности соединен со вторыми входа ми второго и третьего элементов И, выход третьего элемента с отрицател ной зоной нечувствительности подключен ко вторым входам пятого и ше стого элементов И, выходы первого, второго и третьего элементов И соед нены с соответствующими входами пер вого дополнительного сумматора, вых ды четвертого, пятого и шестого эле ментов И подключены к соответствующим входам второго дополнительного сумматора, На чертеже представлена функциональная схема развертывающего опера ционного преобразователя. Развергываннций операционный преобразователь содержит сумматор 1, п вый и второй дополнительные сумматоры 2 и 3, пер вый, второй и третий

интеграторы 4-6, первый, второй и тре- сигнала. 34 тий релейные элементы 7-9; первый, второй и третий фильтры 10-12, первый, второй и третий элементы с положительной зоной нечувствительности 13-15i первый, второй и третий элементы с отрицательной зоной нечувствительности 16-18, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И 19-24, первый, второй и третий масштабные резисторы 25-27, первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратной связи 28 и 29, масштабный резистор обратной связи 30, вход 31 и выход 32 развертывающего операционного преобразователя. Развертывакядий операционный преобразователь работает следующим образом. В развертывакяцем операционном преобразователе образованы три одинаковых канала преобразования входного сигнала. Первый канал образован блоками 4 и 7, второй - блоками 5 и 8 и третий - блоками 6 и 9. Блоки 4-6 имеют постоянные времени, значения котооых в общем случае могут быть произвольными. Блоки 7-9 выполнены с симметричными относительно нулевого уровня порогами переключения и приняты равными между собой. Выходные сигналы блоков 7-9 неизменны по модулю амплитуды и меняются только по знаку. Блоки 10-12предназначены для вьщеления постоянной составлякщей. Величинь сопротивлений первого, второго и третьего масштабных резисторов 25-27 выбираются из условия требуемой мощности сигнала S цепи нагрузки и ограничения тока в выходных каскадах блоков 7-9. Каждый из каналов преобразования входного сигнала в автономном режиме работы (при отсутствии двух канапов , преобразования) представляет собой автоколебательную систему. При отсутствии входного сигнала переключение блока 7 происходит через равные интервалы времени, что обуславливает нулевой уровень постоянной составляющей импульсов выходного сигнала за период автоколебаний. Наличие входного сигнала приводит к изменению интервалов времени переключения блока 7. Б результате постоянная составляющая выходного сигнала устанавливается пропор1щональной уровню входного

Поскольку на выход 32 поступают выходные периодические импульсные сигналы с трех каналов, то на выходе формируется периодический сигнал, представляющий сумму трех прямоугольных автоколебательных процессов. Частота суммарного автоколебательного процесса синхронизируется с частотой автоколебаний наиболее инерционного канала преобразования входного сигнала. При отсутствии входного сигнала среднее значение автоколебательного процесса на выходе 32 за период автоколебаний равно нулю. При наличии входного сигнала среднее значение сигнала на выходе 32 пропорционально величине входного сигнала.

Если, например, оказался неработоспособным канал преобразования входного сигнала, включающий блоки 4 и 7, то в результате увеличивается период автоколебательного процесса на выходе 32, а постоянная составляющая устанавливается равной нулю, при этом работоспособност развертывакмцего операционного преобразователя сохраняетсяi В случае выхода из строя второго канала преобразования входного сигнала работа происходит следующим образом. Зоны нечувствительности блоков 13-

18выбираются так, чтобы с учетом уровня пульсаций на выходе блоков 10-12 исключить их ложное срабатьшание на линейном участке статической характеристики развертывающего операционного преобразователя. Выходной сигнал блоков 13-18 имеет либо нулевое, либо фиксированное положительное значение и управляет блоками 19-24.

Если неработоспособны каналы преобразования из блоков 4, 5, 7 и В, то в этом случае сигналы блоков 10 и 11 достигают величины, превышающей зоны нечувствительности блоков 13и 15. В результате на входы блока

19подаются сигналы логической 1

и блок 19 .срабатывает.. Под воздействием выходного сигнала блока 19 происходит компенсация выходных сигналов блоков 7 и 8 и развертывакядий операционный преобразователь продолжает нормально функционировать. Аналогично работают блоки 14, 15, 20 . и 22. Блоки 16, 17, 18, 22, 23 и 24

функционируют в случае, когда в результате неработоспособности соответствующих каналов преобразования выходные сигналы блоков 7, 8 и 9 принимают фиксированное отрицательное значение.

Таким образом, предложенный развертывамщий операционный преобразователь обладает более высокой надежностью работы, сохраняя работоспособность при выходе из строя некоторых функциональных блоков.

Формула изобретения

Развертывающий операционный преобразователь, содержащий сумматор, выход которого соединен со входами первого, второго и третьего интеграторов, выход каждого из которых подключен ко входу соответствующего релейного злемента, к выходу казвдог релейного элемента подключен вход соответствующего фильтра и выход соответствующего масштабного резистора, вторые выводы масштабных резисторов соединены и являются выходом развертывающего операционного преобразователя, который через масштабный резистор обратной связи подключ к первому входу сумматора, второй вход которого является входом развертывающего операционного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены первый и второй дополнительные сумматоры, первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратной связи; первый, второй и третий элементы с положительной зоной нечувствительности; первый, второй и третий элементы с отрицательной зоной нечувствительности J первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем, к выходу первого фильтра подключены входы первых элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности, к выходу второго фильтра подключены входы вторых элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности, к выходу третьего фильтра подключены входы третьих элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности, выходы первого и второго дополнительных сумматоров соответственно через первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратной связи соединены с третьим и четвертым входами сумма тора, выход первого элемента с положительной зоной нечувствительности соединен с первыми входами пер вого и третьего элементов И, выход первого элемента с отрицательной зоной нечувствительности подключен к первым входам четвертого и шесто го элементов И, выход второго элемента с положительной зоной нечувствительности соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, выход второго элемента с отрицательной зоной нечувствительности подключен к второму входу четвертого элемента И и к первому входу пятого элемента И, выход третьего эле8мента с положительной зоной нечувствительности соединен со вторыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента с отрицательной зоной нечувствительности подключен ко вторым входам пятого и шестого элементов И, выходы первого, второго и третьего элементов И соединены с соответствующими входами перЬого дополнительного сумматора, выходы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены к соответствующим входам второго дополнительного сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 538371, кл. G 01 G 7/12, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2769745/18-24, кл. G 06 G 7/12, 1979 (прототип).