Автогенераторный усилитель Советский патент 1982 года по МПК G06G7/12 H03K7/08 

(Sl) АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-. зовано в системах автоматического управления технологическими процессами..

Известен автогенероторный усилитель, включающий разделительный трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входом автоколебательного усилителя, дифференциальный усилитель, выход которого является выходом усилителя, четыре масштабных резистора, токозадающий резистор, первый вывод обмотки разделительного трансформатора через разделительный конденсатор и первый, масштабный резистор подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого через токозадающий резистор подключен к шине нулевого потенциала, а через второй масштабный резистор - ко второму выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора, инвертирующий вход дифференциального усилителя через третий масштабный резистор подключен к шине нулевого потенциала, выход дифференциального усилителя

5 подключен ко второму выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора 1 .

Известен автогенераторный усилитель, содержащий разделительный трансО форматор, выводы первичной обмотки которого являются входом усилителя, дифференциальный усилитель, выход которого является выходом устройства, два масштабных резистора, токоза5 дающий резистор, фильтр и два ключа, выход дифференциального усилителя подключен к первому выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора, ко входу ф11льтра и к первому

20 выводу первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, инвертирующий вход дифференциального усилителя через второй масштабный резистор подключен ко второму выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора и к первому выводу токозадающего резисто ра, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, п дополнительных масштабных резисторов, п ключей, и п релейных элементов, входы которых объединены и подключены к выходу фильтра, а выходы подключены к управляющим входам соответствую щих ключей С 2 1.. Недостатком этого усилителя является большая сложность, низкая надежность работы, а также то, что у этого усилителя нельзя менять уровен зоны насыщения статической характеристики. Целью изобретения является расширение функциольных возможностей за счет возможности выполнения операции ограничения, упрощение и повышение надежности. Поставленная цель достигается тем что в автогенераторный усилитель, со .держащий разделительный трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входом усилителя, дифференциальный усилитель, выход которого является выходом усилителя, два масштабный резистора, токозадающий резистор, фильтр и ключ, выход дифференциального усилителя подключен к первому, выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора, ко входу фильтра и к первому выводу первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, инвертирующий вход диф- : ференциального усилителя через второ масштабный резистор подключен ко вто рому выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора и к первому выводу токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к ши не нулевого потенциала, введены двух пороговый блок сравнения, источник регулируемых эталонных напряжений, сумматор,,двухпозиционный переключатель, и дополнительная обмотка раз делительного, трансформатора, причем выход фильтра подключен к информацио ному входу двухпорогового блока срав нения и к информационному входу пер вого ключа, выход которого подключен к первому входу сумматора, первый и второй входы-задания порога двухпо984 рогового блока сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам .источника регулируемых эталонных напряжений и соответственно к первому и второму информационным входам двухпозиционного переключателя, выход которого подключен ко второму входу сумматора, управляющие входы ключа и двухпозиционного переключателя объединены и подключены к выходу двухпорогового блока сравнения, выход сумматора подключен к первому выводу дополнительной обмотки разделительного трансформатора, второй вывод которой подключен к шине нулевого потенциала.f На фиг. 1 приведена функциональная схема автогенераторного усилителя; на фиг. 2 - диаграммы сигналов в различных точках схемы усилителя. Автогенераторный усилитель содержит разделительный трансформатор 1, выводы первичной, обмотки которого являются входами 2 и 3 усилителя, лифференциальный усилитель , масштаб-, ный резистор 5 выход дифференциального усилителя k присоединен к первому выводу 6 вторичной обмотки разделительного трансформатора 1, второй вывод 7 которой через тдкозадающий резистор 8 подключен к шине нулевого потенциала, а через второй масштабный резистор 9 к инвертирующему входу дифференциального усилителя t, фильтр 10, двухпороговый блок сравнения 11, источник регулируемых эталонных напряжений 12, ключ 13, двухпозиционный переключатель И, сумматор 15, дополнительная обмотка разделительного трансформатора 16, причем выход фильтра 10 подключен к информационному входу двухпорогового блока сравнения П, а через первый ключ 13 к первому входу сумматора 15, выход которого присоединен к первому выводу дополнительной обмотки разделительного трансформатора 16, второй вывод которой присоединен к шине нулевого потенциала, выходы источника эталонных регулируемых напряжений 12 подключены к первому и второму входам задания порога двухпорогоаого блока сравнения 11 и к информационным входам двухпозиционного переключателя 14, выход .которого присоединен ко второму входу сумматора 15. Автогенераторный усилитель работает следующим образом. При включении выходной сигнал ди ференциального усилителя принимае одно из значений, соответствующих онам насыщения его статической характеристики. Под воздействием сигнала дифференциального усилителя 4 происходит насыщение разделительного трансфйрматора 1 и в его вторичной обмотке возникает бросок тока, который создает на токозадающем резисторе Ь па дение напряжения, достаточное для переключения дифференциального усилителя Ц в противоположное положение После изменения знака выходного сигнала дифференциального усилителя Ц начинается процесс перемагйичивания трансформатора 1, который длится до тех пор, пока трансформатор 1 вновь не насытится и не произойдет переключения дифференциально го усилителя . При отсутствии входного сигнала скважность импульсо на выходе дифференциального усилителя равна 0,5, что соответствует их нулевому среднему значению. При наличии управляющего сигнала длитель JHOCTb перемагничивания в один из полупериодов определяется суммой эквивалентной намагничивающей силы первичной и дополнительной 16 обмоток разделительного трансформатора и намагничивающей силы его вторичной, обмотки, а во второй полупериод - их разностью. Величина намагничивающей силы дополнительной обмотки разделительного трансформатора 16 зависит от выходного сигнала двухпорогового блока сравнения 11, который несет информацию о знаке среднего значения выходного сигнала дифференциального усили теля i и о том, превосходит ли выход ное напряжение источника эталонного напряжения 12 указанного знака величину среднего значения выходного сиг нала дифференциального усилителя k (фиг. 26J. Если сигнал двухпорогового блока сравнения 11 свидетельствует о том, что среднее значение выходного напряжения диференциального усилителя 4 больше или равно заданному уровню ограничения, которое выставляется на источнике эталонных напряжений 12 то ключ 13 замыкается и подключает к первому входу сумматора 15 выход фильтра 10, а ко второму входу сумматора двухпозиционным переключате8лем 14 подключается выход источника эталонного напряжения того же знака, что и знак сигнала фильтра 10, Таким образом, намегничивающая сила добавочной обмотки пропорциональна (,фиг. 2в) разности сигнала источника эталонного напряжения 12 и выходного сигнала фильтра 10 (фиг. 2aJ, пропорционального среднему значению импульсов дифференциального усилителя Ц, в случае, если среднее значение импульсов на выходе дифференциального усилителя больше или равно порогу насыщения статической характеристики,- и равна нулю в противном случае (фиг. 2в). Это приводит к тому, что по достижении средним значением выходного сигнала дифференциального усилителя порога насыщения скважность импульсов на выходе дифференциального усилителя при дальнейшем увеличении величины входного сигнала автогенераторного усилителя не изменяется , т.е. дифференциальный коэффициент передачи автогенераторного усилителя при достижении порога насыщения резко уменьшается. Если среднее значение импульсов на выходе дифференциального усилите ля меньше требуемого порога насыщенительной обмотки разделительного трансформатора равна нулю и не оказывает влияния на коэффициент передачи автогенераторного усилителя. Положительный эффект заключается в том, что предлагаемый усилитель позволяет перенести функцию получения регулируемой зоны насыщения с других элементов на данный усилитель, что расширяет функциональные возможности за счет выполнения операции граничения, позволяет снизить общее число элементовсистемы, где используется усилитель, и тем самым повысить ее надежность. Формула изобретения Автогенераторный усилитель, содержащий разделительный трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входом усилителя, дифференциальный усилитель, выхрд которого является выходом усилителя, два масштабных резистора, токозадающий резистор, фильтр и ключ, выход дифферен.циального усилителя подключен к первому выводу вторичной о6мот1 и разделительного трансформатора, ко входу фильтра VI к (первому выводу первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу дифф.еренциального усилителя инвертирующий вход дифференциального усилителя через второй масштабный резистор подключен ко второму выводу вторичной обмотки разделительного трансформатора и к первому выводу токозадающего резистора, второй вывод которого подключен ,к шине нулевого потенциала, отличающийс я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности усилителя, расширения функциональных возможностей .за счет выполнения операции ограничения, в него введены двухпороговый блок сравнения, источник регулируемых эталонных напряжений, сумматор, двухпозиционный переключатель и дополнительная обмотка разделительного трансформатора, причем выход фильтра подключен к информационному вхрду двухпорогового блока сравнения и к информационному входу первого ключа, выход которого подключен к первому входу сумматора, первый и второй входы задания порога двухпорогового блока сравнения подключена соответственно к первому и второму выходам источника регулируемых эталонных напряжений и соответственно к первому и второму информационным

входам двухпозиционного переключателя, выход которого подключен ко второму входу сумматора, управляющие входы ключа и двухпозиционного переключателя объединены и подключены к

выходу двухпорогового блока сравнения, выход сумматора подключен к первому выводу дополнительной обмотки разделительного трансформатора, вто.рой вывод которой подключен к шине

нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР № 69800, кл. G Об G 7/12, 1978.

fHXIt

V

Й/1.2