Амплитудный селектор Советский патент 1982 года по МПК G06G7/25 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для построения функциональных и логических блоков аналоговых вычислительных машин.

Известен амплитудный селектор, выполняющий операцию выбора большего )гтах() или меньшего (U, и) из двух напряжений U и Un, в которых коммутирующие элементы (диоды) включены в цепи отрицательной обратной связи усилителей 1.

Коэффициент передачи сигналов таких селекторов определяется большим числом пассивных компонентов, они сложны р настоойке и имеют невысокую точность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является амплитудный селектор, содержащий два дифференциальных усилителя, два коммутирующих диода, два резистора и два источника входных сигналов, один из резисторов включен между первым входом селектора и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, а выход второго дифференциального усилителя является выходом селектора 2.

В погрешность коэффициентов передачи известного селектора полностью входят погрешности, обусловленные неидеальностью управляемого источника тока 1 коммутирующих диодов. Причем достаточно высокую степень линейности коэффициентов передачи возможно обеспечить лишь при строго определенных соотношениях между величинами сопротивления всех резисторов, входящих в селектор.

Нарушение этих соотношений из-за неточной подгонки, Температурной или временной нестабильности сопротивлений резисторов приводит к снижению точности передачи сигналов по обоим входам.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение селектора. 397252 Поставленная цель достигается тем, что в амплитудном селекторе, содержащем два дифференциальных усилителя, два коммутирующих диода, два резистора и два источника входных сигналов, 5 первый вывод первого резистора подклю:чен к выходу источника первого входного сигнала, а второй вывод первого резистора подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усили-и теля, выход второго дифференциального усилителя является выходом селектора, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к выходу второго дифференциального усилителя и |5 к первому выводу второго резистора, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя и к одному электроду первого коммутирующего диода, вто- 20 рой электрод которого подключен к разноименному электроду второго коммутирующего диода и к выходу первого дифференциального усилителя, второй электрод второго коммутирующего диода под- 25 ключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя подключен к выходу источника второго входного сигнала. На чертеже представлена принципиальная схема амплитудного селестора. Амплитудный селектор содержит дифференциальные усилители 1 и 2, коммутирующие диоды 3 и 4, резисторы 5 и 6. К входам амплитудного селектора подключены источники 7 и 8 входных сигналов, а выход дифференциального усилителя 2 соединен с выходной клеммой 9 селектора. Амплитудный селектор осуществляет операцию выбора (выделения) большего из поданных на его входы двух сигналов. При изменении полярности включения диодов селектор осуществляет операцию выбора меньшего из поданных на его входы сигналов. Амплитудный селектор работает следующим образом. Предположим, что напряжение источника 8 сигнала больше, чем 7. Тогда выходным напряжением дифференциального усилителя 1 коммутирующий диод 3 будет смещен в прямом направлении, а коммутирующий диод t - в обратном. Усилитель 2 включен по схеме неинвертирующего повторителя напряжения, поэтому на выход 9 проходит- сигнал источника 8. рас но уси буд где нал вых го сме дио лит свя уси уси ход сть нут жен чен туд где на из ты не схе Выходное напряжение селектора в сматриваемом случае при достаточбольших значениях коэффициентов ления дифференциальных усилителей ет равно и.М,-г,). ) относительная пог решность коэффициента передачи сигнала источника 8; Urt - напряжение источника 8; R - сопротивление резистора 6; R - обратное сопротивление диода t; Uj - напряжение на выходе усилителя 1, отличающееся от и г практически на личину падения нап- . ряжения на открытом диоде ,-ид). Когда большим из двух входных си|- ов будет напряжение источника 7, одным напряжением дифференциальноусилителя 1 коммутирующий диод 3 стится в обратном направлении, а д - в прямом, замыкая через усиель 2 цепь отрицательной обратной зи, охватывающей дифференциальный литель 1. На инвертирующем входе лителя 1, а следовательно, и на вые амплитудного селектора, с точною до погрешности от статизма замкой системы, устанавливается напряие инвертирующего входа, подклюного к источнику 7При этом входное напряжение амплиного селектора будет равно ,(1-Г2) - относительная погрешность коэффициента передачи сигнала источника 7; напряжение источника 7,сопротивление резистора 5; обратное сопротивление диода 3. Как видно из приведенных выражений, вход селекторов проходит больший двух входных сигналов. Коэффициенпередачи сигналов по любому входу зависят от пассивных компонентов мы, следовательно, не требуется подбора элементов по параметрам и спе циальных настроек, вследствие чего селектор при упрощении обеспечивает зна чительное повышение точности. Погрешности коэффициентов передачи у и дГл малы, так как современные кре мниевые диоды имеют обратное сопротив ление порядка 1(Р-10 Ом. Предлагаемый амплитудный селектор легко реализуется на современной элемектной базе, в том числе и в интегральном исполнении. Таким образом, предлагаемый амплитудный селектор проще и имеет повышен ную точность при сохранении всех достоинств известного. Формула изобретения Амплитудный селектор, содержащий два дифференциальных усилителя, два коммутирующих диода, два резистора и два источника входных сигналов,-первый вывод первого резистора подключен к выходу источника первого входного сигнала, а второй вывод первого резистора подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя, выход второго дифференциального усилителя является выходом селектора, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения селектора; неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к первому выводу второго резистораS второй вывод которого подключен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя и к одному электроду первого коммутирующего диода, другой электрод которого подключен к разноименному электроду второго коммутирующего диода и к выходу первого дифференциального усилителя, другой электрод второго коммутирующего диода подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход вто.рого дифференциального ус..п rreля подключен к выходу источника Еторого входного сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж. Грэма. М., Мир, , с. 272, фиг. 7.18. 2.Алексенко А. Г., Коломбет Е. А. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. М., Советское радио, 1980, с. 177, фиг. 7-5 (.прототип).