Трехпозиционное устройство сравнения Советский патент 1982 года по МПК G05B1/01 

(54) ТРБХПОЗИЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и можег быть испол113овано в системах автоматического управления очистными и прохоцческими комбайнами. Известно трехпозиционное устройство сравнения с независимой регулировкой по рога срабатьшания и гистерезиса tl3 . Оанако оно является функционально сложным, требующим значительных аппаратурных затраг. Наиболее близким по технической сущ ности является устройство, построенное на цифференциальных усилителях в качест ве компараторов, обладающее гистерезисо характеристики за счет использования по ложительной обратной связи 23 . Однако в известном устройстве с поло ложительной обратной связью существует принципиальная невозможность заааняя порога срабатывания с помощью одного напряжения. Кроме того, в трехпозиционных устройствах сравнения, выполненных на овух таких компараторах - по одному на каждую половину характеристики - ширияа пгэтли гистерезиса зависит от iiifiorn срабатывания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устрпнстиа за счет получения независимьк регулировок порога срабатывания и ширины могли гистерезиса. Указанная цель цостигветсп тем, что трехпозиционное устройство сравнения, содержащее блок выделения разности сигналов, цва порогсжых блока, выполненных на дифференциальных операционных усилителях, инвертирующие входы которых подключены к выходу блока выделения разности сигналов, не инвертирующие входы через первый и второй масштабные резисторы подключены соответственно к источникам положительного и отрицательного напряжений, а выходы, являющиеся первым и вторым выходами устройства подключены соответственно к селекторам отрицательных и положительных сигналов, содержит два источника тока, один из которых отрицательным полюсом подключен к 39 нейнвертирующему вхоцу первого цифферет1ииального операционного уснлнтедя, а оругой положигельным полюсом - к неин вертирукицему входу второго а114|фврвнаиального операционного усилителя, управл{пошне входы источников тока подключены соответственно к селекторам от ряцатет ных и положительиых сигналов, а другие полюсы источников тока соеаинен соответственно с положительной и отрицательной шинами источника питания. На чертеже представлена схема трех. позиционного устройства сравнения. Трехпозшхионное устройство сравнения содержит блок 1 выделения разности сигналов, соединенные с ним пороговые блоки 2 и 3, выполненные, на дифференциальных операционных усилителях, масштабные резисторы 4 и 5, селектор 6 отрицательных сигналов, селектор 7 положительных сигналов, два источника 8 и 9 тока, Коммутируемые селекторами. Устройство работает следующим образом. Сравниваемые при помсаци блока 1 выделения разности сигналов напряжения V. и Vj подаются на инвертирующие входы дифференциальных операционных усилителей 2 и 3. На Неинвертирующие входы через резисторы 4 и 5 подаются напряжения j О и Уц О, задающие соответственно верхний и нижний пороги срабатывания. Независимость порога срабатывания от гистерезиса достигается тем, что при нахождении сигнала с блока 1 между порогами срабатывания положигельнсе на пряжение на выходе операционного усилителя 2 и отрицательное на вьосоде усилителя 3 не пропускаются селекторами 6 и 7, источники тока 8 и 9 отключены от неинвертирующих входов операционных уси1ителей. Тем самым сравнение сигнала с выхода блока I с порогами Vj и Уц осуществляются фактически по схеме компаратара без обратной связи. Однако при иревышенш входным сиг налом положительной {отрицательной) полярности одного из пороговых значений на выходе операционного усилителя 2(3 появится фронт RMByibca, пропускаемый селектором 6 (7). Это вызовет подключение источника гока 8 (9) к неинвертирующему входу . огюрацнонногб усилителя сработавшего порогового блока. На соответствующем резисторе 4(5) по5юится напряжение. 8 задающ-ее ширину петли гистерезиса, которая зависит от со противления резистора и величны тока источника тока порога срабатывания и не зависит от из-за неизменности величины тока в ветви, содержащей источник гока . при изменении напряжений на участкахцепи контура с этим источником гока. Тем самым достигается независимость ширины петли гистерезиса от порога срабатывания при изменениях этого порога. Использование новых элементов - двух источников тока - позволяет получить независимость порога срабатывания от гистерезиса в устройствах с изменяющимся алгоритмом, например, во времени или в зависимости от переменных, характеризующих процесс. Кроме того, при точности сравнения порядка 5 - 1О% могут использоваться резисторы с допуском 5% и нет необходимости в начальной настройке устройства. Это дает возможность расширить функциональные возможности трехпозиционного устройства сравнения, выполненного на двух компараторах с положительной обратной связью без больших аппаратурных затрат. Формула изобретения. Трехпозиционное устройство сравнения, содержащее блок выделения разности сигналов, два пороговых блока, выполненных на дифференциальных операционных усилителях, инвертирующие входы которых подключены к выходу блока выделения разности сигналов, неинвергирующие входы через первый и второй масштабные резисторы -подключены соответственно к источникам положительного и отрицательного напряжений, а выходы, являющиеся соответственно первым и вторым выходами устройства, подключены соответственно к селекторам отрицательных и положительных сигналов, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет получения независимых регулировок порога срабатывания и щирины петли гистерезиса устройства, в него введены два источника тока, оцин из которых отрицательным полюсом поцключен к неинвертирующему входу .первого дифференциального операционного усилителя, а другой положительным полюсом - к неинвертирующему входу второго дифференциального операционного усилителя, причем управляющие входы игточника ГОК а поаключеиы соогвегственно к селекг« ам отрт вфвяьиых и положвгельньк сигналов, а другие полюсы источников тика соеаннены соответственно с положи- тельной и отрицательной шинами ка питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I-Л II 90 984 I. Авторское свиаетельство СССР № 686О11, K7U G. О5 В 1/01,2. Шило В. Л. Линейные интегральные гхемы в рааиоэлектронноД аппаратуре. М., Советское раано, 1979, с. 21О, рис. 437а (прототип). tdtn (Н/