Регулируемый ограничитель Советский патент 1982 года по МПК G06G7/25 

(5) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ

I

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в устройствах систем автоматического управления.

Известны ограничители, содержав(ие операционный усилитель с диодны м ячейками на входе и в цепи обратной связи. В таких устройствах используется принцип суммирования TQKOB диодншх ячеек на входе операционного усилителя D J.

Применение диодных блоков нелинейности не позволяет получить достаточную точность ограничения из-за не- идеальности вольт-амперных характе- ристик диодов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является инвертор с управляемым ограничением выходного сигнала, содер : ащий дифференциальный компаратор, входы которого подключены соответственно к источникам входного сигнала ограничения, а выход соединен с входом формироватеЯя сигнала управления. Выходы форми|рователя сигналов управления подкт) чены к управляющим входам четырех : к/вочей. Суммирующий вход операционного усилителя, работающего в режиме инвертора, через два ключа соединен с общим выводом масштабных резисторов , которые подключены к источнику входного сигнала, и со средним выводом делителя, который подключен к

10 источнику сигнала ограничения. Два других ключа соединяют общий вывод масштабных резисторов и средний вывод делителя с имной нулевого потенч цйала С2.

15

Недостатки , данного устройства ограниченная область применения изза наличия одного отрицательного уровня, т.е. схема является нереверсивной, и недостаточная точность

20 ограничения.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения ограничения двухполярного сигнала и повышения точности ограничения.

Указанная цель достигается тем, что в регулируемый ограничитель, содержащий компаратор, первый вход которого является сигнальным входом регулируемого ограничителя, а второй - входом задания первого уровня ограничения, и операционный усилитель, выход которого является выходом регулируемого ограничителя и соединен через первы(г масштабный рея зистор с входом операционного усилителя , подключенным через второй мас1|итабный1 резистор к выходам двух ключей, управляющие входы которых соединены с выходами компаратора, введены элемент ИЛИ-НЕ и третий ключ, вход которого соединен с сигнальным входом регулируемого ограничителя, выход через третий масштабный резистор подключен к входу операционного усилителя, а управляющий вход связан с выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы Которого соединены с выходами компаратора, при этом вход первого ключа подключен к входу задания первого уровня ограничения, а вход второго ключа - к входу задания второго уровня ограничения регулируемого ограничителя, соединенного С третьим входом компаратора.

На фиг.1 представлена cxeMia регулируемого ограничителя; на фиг.2.его передаточная характеристика.

Регулируемый ограничитель (фиг.1 содержит компаратор 1, элемент ИЛИНЕ 2, ключи и операционный усилитель 6. с масштабными резисторами 7-10. Входы компаратора 1 соединены с входами ключей 3 и J, а его выходы - с управляющими входами ключей 3 и , а также с входами элемента ИЛИ-НЕ 2, выход которого подключен к управпящему входу ключа 5. Пороговые входы компаратора 1 являются входами уровня ограничения регулируейого ограничителя и через масштабный резистор 9 подключены к инверсному входу операционного усилителя 6, который через ключ 5 и масш табный резистор 8 подключен к сигнальному входу компаратора. При входном сигнале, не превышающем уровень ограничения, ключи 3 и 4 разомкнуты , а ключ. 5 замкнут, и ограничитель работает в режиме линейного инвертора входного сигнала с коэффициентом передачи, определяемым масштабными резисторами 8 и 7., Превышение установленного уровня (верхнего или нижнего вызывает срабатывание компаратора 1, по одному

из уровней ограничения выходной сигнал которого, открывает либо ключ 3, либо ключ Ц в зависимости от того, какой уровень превышен. Этот же сигнал компаратора, пройдя через

элемент ИЛИ-НЕ 2, закроет ключ 5. Это приведет к тому, что на выход операционного усилителя будет проходить постоянное напряжение соответствующего источника ограничивающего сигнала с коэффициентом передачи, определяемым масштабными резисторами 9 и 7. Ко;эффициент передачи входного сигнала будет ничтожно мал, так как сумма сопротивления

разомкнутого ключа 5 и масштабного резистора 8 много больше сопротивления масштабного резистора 7 в цепи обратной связи операционного усилителя 6.

По сравнению с прототипом предлагаемая схема имеет симметричную крммутацию как по напряжениям ограничения обеих полярностей, так и по входному сигналу.Это обеспечивает их

большую стабильность и точность воспроизведения уровней ограничения и коэффициента передачи по входному сигналу.

Предлагаемое устройство позволяет

формировать характеристики ограничения с гтоложительным или отрицательным перепадом в зависимости от соотношения сопротивления резисторов 8 и 9. Вид характеристики вход-выход при различных соотношениях величин этих

сопротивлений показан на фиг..2.

Работа регулируемого ограничителя с двойным ограничением выходного сигнала проверена на макете и в опытных образцах аппаратуры. При этом зафиксировано, что относительная погрешность уровня ограничения от конечности сопротивления разомкнутого ключа не более 0,2.

Формула изобретения

Регулируемый ограничитель, содержащий компаратор, первый вход которого является сигнальным входом регулируемого ограничителя, а второй входом задания первого уровня ограиимения, и операционный усилитель, выход которого является выходом регулируемого ограничителя и соединен через первый масштабный резистор с входом операционного усилителя, подключенным через второй масштабный резистор к выходам двух ключей, управляющие входы которых соединены с выходами компаратора, отличающийся тем, что, с целью,, расширения области применения за счет обеспечения ограничения двухполярного сигнала и повышения точности ограничения, в него введены элемент ИЛИ-НЕ и третий ключ, вход которого соединен с сигнальным входом регулируемого ограничителя выход через третий масштабный резистор подключен к входу операционного усилителя, а управляющий вход связан с выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходом компаратора, при этом вход первого ключа лодкгаочен к входу задания первого уровня ограничения, а вход вто рого ключа - к входу задания второго урювня ограничения регулируемого ограничителя, соединенного с третьим входом компаратора.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1978, c..

Фиг.

УА

8&//.

r J rl/oaS