Преобразователь синусоидальных сигналов в прямоугольные Советский патент 1982 года по МПК H03K6/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в технике магнитной записи электрических импульсов. Известен преобразователь синусоидальных, сигналов в прямоугольные, содержащий операционный усилитель, делитель напряжения и две цепи из Последовательно соединенных конденсатора и резистора С17« Недостатками этого устройства преобразователя являются его сложность и малый коэффициент преобразования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прео разователь синусоидальных сигналов в прямоугольные, содержащий операционный усилитель, два делителя напряжения, включенные между источниками питания и общей шиной выходы которых соединены с входами операционного уси лителя, два диода и две цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора каждая, вторые вы воды конденсаторов которых подключен к входной клемме преобразователя, а вторые выводы резисторов - к общей шине 12, В ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ Недостатком известного устройства является малый коэффициент преобразования, так как оно позволяет получить из синусоидального напряжения прямоугольные импульсы удвоенной частоты. Цель изобретения - увеличение коэффициента преобразования. Поставленная цель: достигается тем, что в преобразователь синусоидальных сигналов в прямоугольные, содержащий операционный усилитель, два делителя напряжения, включенные между источниками питания и общей шиной, выходы которых соединены с входами операционного усилителя, два диода и две цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора каждая, вторие выводы конденсаторов которых подключены к входной клемме преобразователя, а вторые выводы резисторов - к общей шине, введены два резистора, подключенные параллельно диодам, и два стабилитрона, каждый из которых подключен к первому выводу соответствующего ему конденсатора, шэследовательно соединен и встречно включен с соответствующим ему диодом, при этом анод первого и катод второго диодов подключены соответственно к инвертирутему и неинвертирующему входам опера ционного усилителя. На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема преобразователя) на фиг.2 - диаграммы напряжений на его входе и выходе. Преобразователь синусоидальных рйгналов в прямоугодьные состоит из герационного усилителя 1, двух дели телей напряжения из резисторов 2, 3 и 4, 5 соответственно, двух RC-цепей из конденсаторов б, 7 и резисторов 8, 9 стабилитронов 10 и 11, диодов 1 ,и 13 и резисторов 14 и 15, Преобразователь синусоидальных си налов в прямоугольные работает следуюиим образом. При отсутствии входного синусоидального напряжения на выходе операционного усилителя 1 будет положител ное напряжение насыщения, а через стабилитроны 10 и 11 протекает ток. При действии синусоидального нап ряжения на входе преобразователя лол положительная полуволна этого напряжения через открытый стабилитрон 10 и резистор 14 будет приложена к инвертирующему входу операционного усилителя 1. В момент времени -{фиг.2) напр жение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 превысит величину напряжения на инвертирующем входе ид+, и операционный усилитель 1 перейдет в другое положение (отри цательное напряжение насыщения ), которое определяется напря (У жениями на инвертирующем и неинвертирующем входах Од- и ид+ соответст венно и соотношением резисторов 14, 3, образующих для положительной полуволны синусоидального напряжения делитель. Диод 12 положительным нап ряжением запирается и не оказывает шунтирующего действия на резистор 14. На неинвертирующий вход положительная полуволна синусоидального напряжения не действует, так как в этот момент ее амплитуда меньше напряжения пробоя стабилитрона 11. При дальнейшем увеличении входного напряжения в момент времени tj напряжение на катоде стабилитрона 11 превысит- сумму нап эяжений пробоя стабилитрона и напряжения, действующего на аноде стабилитрона 11 fu/i-, которое поступает с делителя на резисторах 4, 5. В этот момент напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 резко уве личится и станет больше напряжения на инвертирующем входе, так как для положительной полуволны напряжения диод 13 будет открыт и своим MCUFH M внутренним сопротивлением зашунтиру ет резистор.15. Вследствие этого на пряжение на выходе операционного усилителя 1 станет положительным и авным напряжению насыщения. В таком остоянии операционный усилитель 1 будет находиться до тех пор пока , входное напряжение не уменьшится до ровня, равного сумме напряжений на выходе делителя на резисторах 4, 5 и напряжения пробоя стабилитрона И CT В этот момент времени з стабиитрон 11 закроется, напряжение, на еинвертирующем входе операционного силителя 1 резко уменьшится и он ерейдет в режим насыщения при отриательном напряжении на выходе. При дальнейшем уменьшении входноо напряжения в момент времени 14 яжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 станет меньше напряжения на выходе усилителя на резисторах 4, 5 и операционный усилитель 1 вернется в исходное состояние (положительное напряжение насыщения на выходе). При подаче на вход преобразователя отрицательной полуволны синусо1 дального напряжения процессы протекают аналогично. Отрицательная полувол 1а синусоидалв ного сигнала через открытый стабилитрон 11 и резистор 15 поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 1. В момент, времени if напряжение на йеинвертирующем входе операционного усилителя 1 превысит величину напряжения ка инвертирующем входе и операционный усилитель 1 перейдет в другое состояние(отрицательное напряжение насыв ния Анас- При дальнейшем увеличении входного напряжения в момент времени tg пробивается стабилирон 10, напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 превысит напряжение на неинвертирующем входе и на выходе, операционного усилителя 1 появится положительное напряжение насыщения . В таком положении операционный усилитель 1 будет до тех пор, пока входное напряжение не уменьшится до величины, при которой стабилитрон 10 запрется, и напряжение на инвертирующем входе станет больше напряжения на неинвертирующем входе. В этот момент времени t -j на выходе операционного усилителя 1 появится отрицательное напряжение насыщения При дальнейшем уменьшении в момент времени tg напряжение на неинверТируювчем входе станет больше напряжения на инвертирующем входе и на выходе операционного усилителя 1 появится положительное напряжение насыщения UHCIC. Следовательно, на выходе операционного усилителя 1 за один период синусоидального напряжения будет формироваться четыре периода прямоугольного напряжения.

Таким образом, введение в предлагаемый преобразователь новых элементов и соединений позволило увеличить коэффициент преобразования .по сравнению с известным преобразователем в два раза.

Формула изобретения

Преобразователь синусоидальных сигналов в прямоугольные, содержаищй операционный усилитель, два делителя напряжения, включенные между источниками п(тания и общей шиной, выходы которых соединены с входами операционного усилителя, два диода и Две цепи из последовательно соеди ленных конденсатора и резистора каждая, вторые выводы конденсаторов которых подключены к второй клемме преобразователя, а вторые выводы резисторов - к об1Ц8й шине, о т л ичающийся тем, что, с целью. увеличения крэффицие.нт а преобразования, в него введены два резистора, подключенные параллельно диодам, и два стабилитрона, каждлй из которых :подключен к первому выводу соответствующего ему конденсатора, последовательно ;соединен и встречно включен с соответствующим ему диодом, при этом анод первого и катод второго ди0одов подключены соответственно к инвертирующему и нринвертирующему входам операционного усилителя.Источники информсщии,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Алексенко А.Г.и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. М., Радиои связь , 1981 с. 126,

рис.. 4,8.

2.Авторское свидетельство ССОР .

0 № 374725,кл. Н 03 К 6/06, 1971 прототип .

л I « II

, Фи2.1 I ей

%

ii

Фиг.2