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

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

Один из известных развертывающих операционных усилителей содержит накопительный конденсатор, операционный усилитель, переключатели 1.

Данный развертывающий операционный усилитель характеризуется сложной функциональной схемой.

Наиболее близким к предлагаемому является развертывающий операционный усилитель, содержащий усилитель постоянного тока, релейный элемент, интегрирующий и накопительный конденсаторы, масштабные и токоограничительные резисторы, переключатели и пропорционально дифференцирующий элемент 2.

Недостатком известного развертывающего операционного усилителя является сравнительно низкая точность работы.

Цель изобретения - повышение точности работы.

Указанная цель достигается тем, что развертывающий операционный

усилитель, содержащий соединенные последовательно усилитель постоянного тока и релейный элемент, интегрирующий конденсатор, первая обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, первый масштабный резистор, первый вывод которого является входом развертывающего операционного усилителя, второй вывод

10 первого масштабного резистора соединен с второй обкладкой интегрирукяцего конденсатора и первым входом первого переключателя, второй вход ко- торого подключен к шине нулевого по15

тенциала, выход релейного элемента является выходом развертывающего операционного усилителя и через второй масштабный резистор соединен с второй обкладкой интегрирующего кон20денсатора, выход первого переключателя через третий масштабный резистор подключен к входу усилителя по.стоянного тока, между входом и выходом которого подключен четвертый

25 масштабный резистор, вход усилителя постоянного тока через первый токоограничительный резистор соединен с первом входом второго переключателя, второй вход которого через

30 второй тркоограничительный резистор подключен к выходу усилителя постоянного тока, выход второго переключателя через накопительный конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, пропорционально дифференцирующий элемент, введены соединенные последовательно ключевой элемен с зоной нечувствительности и элемент НЕ/ выход которого подключен к управляющим входам первого и второго переключателей, вторая обкладка интегрирующего конденсатора соедине на с входом пропорционально диффере цирующего элемента, выход которого подключен к входу ключевого элемент с зоной .нечувствительности. На чертеже представлена функциональная схема развертывающего операционного усилителя. Устройство содержит первый, в торо третий и четвертый масштабные резис торы 1-4, первый и второй токоограничительные резисторы 5 и 6, интегрирующий конденсатор 7, усилитель 8 постоянного тока, релейный элемент накопительный конденсатор 10, первы и второй переключатели 11 и 12, пропорционально дифференцирующий элеме 13, ключевой элемент 14 с зоной нечувствительности, элемент НЕ 15, ши 16 нулевого потенциала, вход 17 и вы ход 18 развертывающего операционного усилителя. Развертывающий операционный усили тель работает следующим образом, Релейный элемент 9 имеет симметричные относительно нулевого Уровня пороги переключения. Выходной сигнал релейного элемента 9 неизменен по мо дулю амплитуды и мен-яется только по знаку в пределах, определяемых источ ником питания. . При положительной полярности импульса на выходе 18 напряжение на ин тегрируклцем конденсаторе 7 нарастает до величины, при которой срабатывает релейный элемент 9. На его выходе сигнал изменяет знак, происходит перезаряд интегрирующего конденсатора 7 до очередного переключения (срабатывания) релейного элемента 9 Процесс повторяется далее и за пе риод автоколебаний при отсутствии сигнала на входе 17 выходной сигнал релейного элемента 9 представляет со бой прямоугольные импульсы со скважностью равной 0,5 и нулевым средним значением. Наличие сигнала на входе 17 приBqjpHT к изменению скорости нарастания и спада напряжения на интегрирующем конденсаторе 7. В интервгше времени несовпадения знаков напряжеНИИ входного и с выхода 18 скорость изменения напряжения на интегрирующем конденсахоре 7 определяется разностью входного тока через первый масштабный резистор 1 и тока обратной связи через второй масштабный резистор 2. В интервсипе времени совпадения знаков вышеназванных напряжений скорость изменения напряжения на интегрирующем конденсаторе 7 определяется суммой входного тока и тока обратной связи. В результате за период автоколебаний .среднее значение периодического прямоугольногб напряжения на выходе 18 устанавливается пропорциональным уровню сигнала на входе 17. Коррекция дрейфа параметров развертывающего операционного усилителя производится следующим образом. Пропорционально дифференцирующий элемент 13 вьвделяет переменную составляющую напряжения интегрирующего конденсатора 7. Коэффициент передачи пропорционально дифференцирующего элемента 13 для постоянной составляющей напряжения на интегрирующем конденсаторе 7, появление которой возможно в результате смещения зоны порогов переключения релейного элемента 9, является малым. Благодаря этому исключается влияние дрейфов порогов переключения релейного элемента 9 на автоматическую стабили- зацию нулевого уровня выходного напряжения развертывающего операционного усилителя. Ключевой элемент 14 с зоной нечувствительности срабатывает при достижении его входным сигналом некоторого уровня. Элемент НЕ 15 формирует импульсы,«которыми переключаются первый и второй переключатели 11 и 12. Во время существования импульса на выходе элемента НЕ 15 первый и второй переключатели 11 и 12 находятся в положении, противоположном и-зображенному на чертеже. В этом случае . . усилитель 8 постоянного тока усиливает сигнал дрейфа и на накопительном конденсаторе 10 присутствует напряжение, пропорциональное величине сигнала дрейфа. Во время, когда на выходе элемента НЕ 15 отсутст вуют импульсы, первый и второй переключатели находятся в исходном состоянии и накопительный конденсатор 10 оказывается подключенным к входу усилителя 8 постоянного тока компенсируя сигнал дрейфа. Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый развертывающий операционный усилитель обладает более высокой точностью работы благодаря уменьшению дрейфовых параметров. Формула изобретения Развертывающий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно усилитель постоянного , тока и релейный элемент, интегрирую