Развертывающий усилитель

 

Изобретение относится к преобразователям информации с широтно-импульсной модуляцией, может использоваться в вычислительных машинах и системах управления технологическими процессами. Цель изобретения - повышение точности и достоверности диагностирования работоспособности . Устройство содержит интегратор 1, релейные блоки 2, 3. компаратор 4, элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5, элемент ЗАПРЕТ 6, сумматор 7, входную 8 и выходную 9 клеммы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 06 G 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

У(8) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776508/24 (22) 03.01.90 (46) 07.03.92.Бюл. М 9 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И.Цытович, П,Л.Цытович, И.А,Новикова и И.Н.Чумаков (53) 681.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 746567, кл. G 06 6 7/12, 1976, Авторское свидетельство СССР

М 664289, кл. G 06 6 7/12, 1976. (54) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ., Ы,„, 1718241 А1 (57) Изобретение относится к преобразователям информации с широтно-импульсной модуляцией, может использоваться в вычислительных машинах и системах управления технологическими процессами.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности диагностирования работоспособности, Устройство содержит интегратор 1, релейные блоки 2, 3, компаратор 4, элемент PABH03HAЧНОСТЬ 5, элемент ЗАПРЕТ 6, сумматор 7, входную 8 и выходную 9 клеммы. 5 ил.

1718241

10

30

40

Изобретение относится к широтно-импульсным усилителям и может быть использоваться в вычислительных машинах.

Цель изобретения — повышение точности и повышение достоверности диагностирования работоспособности развертывающего усилителя.

На фиг. 1 представлена структурная схема развертывающего усилителя; на фиг, 2-5 — временные диаграммы его сигналов и основные расчетные соотношения.

В состав развертывающего усилителя (фиг. 1) входят интегратор 1, первый 2 и второй 3 релейные блоки, компаратор 4, элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5, элемент

ЗАПРЕТ 6, сумматор 7, входная 8 и выходная 9 клеммы.

Интегратор 1 имеет передаточную функцию W(p)1 ; где Tp — постоянная времени. Знак выходного напряжения инвертирован по отношению к знаку входНОГО сиГнала.

Релейные блоки 2, 3 выполнены с неинвертирующей и симметричной относительно "нуля" петлей гистерезиса. Выходной сигнал меняется дискретно в пределах + А.

Выполняется условие 1+ Ât l > I+821, где

+В1 и +Вр — пороги переключения релейного блока 2 и 3 соответственно.

Компаратор 4 производит сравнение уровней сигналов с выхода сумматора 7 и с входной клеммы 8. Выходной сигнал меняется дискретно в пределах ч- А. Переключение в состояние +А происходит в случае, когда напряжение с выхода сумматора 7 превышает величину входного сигнала развертывающего усилителя, Элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5 переключается в состояние "1" при совпадении знаков напряжений с выходов релейных блоков 2. 3. В противном случае элемент

РАВНОЗНАЧНОСТЬ находится в состоянии нОн

Элемент ЗАПРЕТ 6 формирует на выходе напряжение стабильной амплитуды, знак которого соответствует знаку выходного сигнала релейного блока 3 при условии, что элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ находится в

"0". При "1" на выходе -блока 3 выходное напряжение элемента ЗАПРЕТ 6 равно "0".

Сумматор 7 имеет единичный коэффициент передачи по каждому из входов. Статическая характеристика "вход-выход" неин вертирующая.

На диаграмме сигналов YM(t) — выходной сигнал интегратора 1, Ypq(t) — выходной сигнал первого релейного блока 2, Ypgt) — выходной сигнал второго релейного блока 3.

У - (t) — Выходной сигнал элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5. Y>(t) — выходное напряжение элемента ЗАПРЕТ 6, Y (t) — выходной сигнал сумматора 7, + А — амплитуда импульсов на выходе блоков 2. 3. компаратора

4, элемента ЗАПРЕТ 6, X» — входной сигнал развертывающего усилителя, + Хм⫠— максимально возможный диапазон изменения

ВХОДНОГО СИГНВЛВ Хвх, Yp (t) ВЫХОДНой СИГ нал компаратора 4 при нулевом уровне

ВХОДНОГО СИГНаЛа, Хвх1 — УРОВЕНЬ ВХОДНОГО сигнала, соответствующий линейному режиму работы развертывающего усилителя, Yp>*(t) — выходные импульсы компаратора

4 для величины Х«1, X»z — уровень входного сигнала Хвх для работы усилителя в режиме ограничения среднего значения выходных импульсов, Урв**(т) — выходные импульсы компаратора 4, соответствующИЕ урОВНЮ Хвх2, 1мин ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМпульсов на выходе элемента ЗАПРЕТ 6

{минимальнаг. длительность выходных им пульсов компаратора 4), +b1 — пороги переключения релейного блока 2, + b2 — пороги переключения релейного блока 3, Хвх уровень входного сигнала развертывающего усилителя, соответствующий режиму предограничения среднего значения выходных импульсов.

Наименование параметров для расчетных соотношений (фиг. 3, 4) даны на фиг. 5.

Принцип работы устройства следующий.

Усилитель представляет собой широтно-импульсную систему с "вертикальным" принципом управления. Интегратор 1 и релейный блок 2 в совокупности образуют автоколебательный каскад для формирования пилообразного напряжения. Сигнал "пилы" на выходе интегратора 1 имеет симметричную форму и амплитуду, ограниченную на уровне порогов переключения релейного блока 2 (фиг. 2а). По достижении выходным сигналом интегратора 1 пороговых уровней релейного блока 3 происходит срабатывание последнего (фиг. 2а), причем напряжение на выходе релейного блока 3 опережает по фазе выходной сигнал релейного блока 2.

Величина этой фазы определяется соотношением порогов переключения релейных. блоков 2, 3. В случае несовпадения знаков выходных сигналов релейных блоков 2, 3 (фиг. 2а) на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 5 формируется "0" (фиг. 26), и выходной сигнал релейного блока 3 через элемент

ЗАПРЕТ 6 подается на вход сумматора 7.

При этом выходное напряжение элемента

ЗАПРЕТ представляет собой равнополярные, чередующиеся между собой импульсы (фиг. 2в) длительности, равной фазовому

1718241 сдвигу между выходными импульсами ре- ходных импульсов путем "перемещения" лейных блоков 2, 3 (фиг. 2а). С помощью входногосигнала полинейномуучастку "писумматора 7 производится суммирование лы", ограниченному величиной B> — В . На выходного пилообразного напряжения ин- этом участке коэффициент передачи усилитегратора1(фиг. 2а) с импульсным сигналом 5 теля уменьшается по сравнению с линейна выходе элемента ЗАПРЕТ 6 (фиг. 2в). В ным режимом работы. результате на первый вход компаратора 4 Режим ограничения (фиг, 4) наступает в поступает пилообразное напряжение, име- случае, когда уровень входного сигнала преющее "всплески" амплитуды", величина ко- вышает величину порогов переключения, торых превышает максимально возможный 10 блока 2. При этом скважность выходных имдиапазон изменения входного сигнала уп- пульсов усилителя зависит от величины фаравления, поступающего на клемму 8 (фиг. зового сдвига между импульсами на выходе

2г). С помощью компаратора 4 производит- релейных блоков 2, 3. ся сравнение пилообразного и входного на- В развертывающем усилителе в случае пряжений усилителя. Как только сигнал 15 превышения входным сисналом допустимо"пилы" с выхода сумматора 7 превысит уро- го уровня сохраняется режим переключевень входного напряжения, компаратор 4 ний его выходного сигнала, что повышает переключается в положительное по знаку достоверность процесса диагностирования состояние(фиг. 2г). По мере роста величины работоспособности устройства. сигнала на входе 8 (фиг. 2г) длительность 20 Введение элемента ЗАПРЕТ б не отраимпульса положительной полярности жается на величине входного сопротивлеуменьшается, а длительность импульса от- ния усилителя, а также не влияет на рицательной полярности возрастает, что величину его коэффициента передачи в липриводит к росту полезной составляющей нейном режиме работы, Вследствие этого выходных импульсов развертывающего уси- 25 повышается точность работы развертываюлителя. Минимальная длительность выход- щего усилителя. ных импульсов усилителя равна фазовому сдвигу между выходными напряжениями Формула изобретения релейных блоков 2, 3 (фиг. 2а, в, г).

Рассмотрим характерные режимы раба- 30 Развертывающий усилитель, содержаты усилителя; щий последовательно соединенные интегЛинейный режим (фиг, 3), когда вход- ратор и первый релейный блок, выход ной сигнал изменяется в пределах, огра- которого соединен с входом интегратора и ниченных порогами переключения с первым входом элемента РАВНОЗНАЧрелейного блока 3, т.е. соответствующих 35 НОСТЬ, второй релейный блок, вход которолинейным участкам пилообразного напря- го соединен с выходом интегратора, а выход жения с выхода сумматора 7 (фиг. 3, диаг- подключен к второму входу элемента PABрамма сигналов). На этом участке между НОЗНАЧАНОСТЬ, сумматор, источник сигвходным сигналом усилителя и средним нала управления, отличающийся тем, значением его выходных импульсов сущест- 40 что, с целью повышения точности и повывуетлинейная зависимость. шения достоверности диагностирования

Режим предограничения(фиг.4), насту- работоспособности, в него введены компающий в случае, когда входной сигнал на- паратор, выход которого является выхоходится "внутри" зоны, ограниченной дом развертывающего усилителя, и пороговыми величинами релейных блоков 45 элемент ЗАПРЕТ, первый вход которого со2,3(фиг.3,диаграмма сигналов). Здесьодин единен с выходом второго релейного блока, из фронтов выходных импульсов жестко а второй вход подключен к выходу элемента фиксируется во времени передним фронтом РАВНОЗНАЧНОСТЬ, при этом выход сумматосигнала, поступающим с выхода элемента ра соединен с первым входом компаратора, вта. С ростом входного напряжения 50 рой вход которого подключен к источнику происходит увеличение скважности выход- сигнала управления, а первый и второй входы ного сигнала развертывающего усилителя сумматора соединены соответственно с выхолишь за счет смещения второго фронта вы- дом интегратора и с выходом элемента ЗАПРЕТ, 1718241

1718241

1718241

Наииенобание параметрой к расчетныи соотношениям на puz. ЗФ г.!., 6 — интербапь! разбертьгбающего- лреобразооания оля Линейного режима работы РУ;

Ф ф

6+, 8 — интербалы раэбертыбающего лреобраэобания опя режииа иредограничения;, Ф„цц- инмербалы разбертыбающего лреоОразо8ания

g режиме ограничения;

Tg — де иод 8ыходных имаульсоб РУ; . T — !!остоянная ореиени интегратора !;

В(цг/д)- нор! иро8анное значение сигнала

УаРаВпениЯ Хбх, В,-)ц,у) — ио ииробанное значение лорого8 + b! переключения релейного Блока Z;

+ Я вЂ” амплитуда быходнь!х имиульсод РУ;

Я, — среднее Значение 6ьхооных ииаульсо6 РУ; ц«(ир)вг)- н0 ийрооонное значение порого8 + Ь переключения репейного Дпла 1г;

38 (16!ИВ !)/!А1- Нфмиро8анное значение разносгпи иорогоб лереключения репейных БлокоЮ я,З;

Ц ц с — Максимальный уробень среднего значения

Выходных икскуль сод РУ.

Составитель Л.Цытович

Редактор Т.Юрчикова Техред M.Moðråíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 883 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород. ул,Гагарина, 101