SU1088014A1 - Развертывающий операционный усилитель - Google Patents

Abstract

РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно сумматор, интегратор, релейный элемент, выход которого  в- . л етс  выходом развертывающего опдрационного усилител  и подключен к первому входу сумматора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости, в него введены первый и второй делители частоты и дополнительные сумматор, интегратор и первый, второй и третий дополнительные релейные элементы, причем входы первого, и второго дополнительных релейных элементов соединены и  вл ютс  входом развертывающего операционного усилител , выход первого дополнительного релейного элемента соединен с вторым входом сумматора и с входом первого делител  частоты, выход которого подключен к третьему входу сумматора, выход второго релейного элемента соединен с вторым входом первого дополнительного релейного элемента, с входом второго делител  частоты и с первым входом дополнительного сумматора,выход которого через дополнительный интегратор подключен к входу третьего релейного элемента, выход которого  вл етс  дополнительным выходом развертывающего операционного усилител  и соедш ен с вторым входом дополнительного сумматора, третий вход О которого подключен к выходу второго де00 лител  частоты. 00

Description

Изобрете.ше относитс  к усилител ным устройствам с ширютно-импульсны преобразованием сигнала и может быт использовано в аналоговых вычислительных машинах. Известен развертывающий операцио ный усилитель, который содержит сое диненные последовательно интегратор и релейный элемент, ключевой порого вый элемент СЗОднако это устройство обладает низкой помехоустойчивостью. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  развертывающий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно сумматор, интегратор , релейный элемент, выход которого  вл етс  выходом развертывающего операционного усилител  и подключен к первому зходу сумматора, второй вход которого  вл етс  основным входом развертывающего операционного усилител , к третьему входу сумматора подключен выход фильтра высокой частоты, вход которого соединен с вы ходом амплитудного модул тора, первый вход которого подключен к выходу генератора пр моугольного напр жени второй вход амплитудного модул тора  вл етс  дополнительным входом развертывающего операционного усилител  С 2 Д. Однако известный операционш1Ш усилитель характеризуетс  низкой помехоустойчивостью. Целью изобретени   вл етс  повышен е помехоустойчивости. С этой целью в развертывающий операционный усилитель, содержащий соединенные последовательно сумматор , интегратор, релейный элемент, выход которого  вл етс  выходом развертьшающего операционного усилител  и подключен к первому входу сумматора, введены первый и второй делители частоты и дополнительные сумматор, интегратор и первый, второй и третий дополнительные релейные элементы, причем входы первого и второго дополнительных релейных элементов соединены и  вл ютс  входом развертывающего операционного усилител , выход первого дополнитель ного релейного элемента соединен со вторым входом сумматора и со входом первого делител  частоты, выход которого подключен к третьему входу сумматора, выход второго релейного элемента соединен со вторым входом i первого дополнительного релейного элемента, со входом второго делител  частоты и с первым входом дополнительного сумматора, выход которого через дополнительный интегратор подключен ко входу третьего релейного элемента, выход которого  вл етс  дополнительным выходом развертывающего операционного усилител  и соединен со вторым входом дополнительного сумматора, третий вход которого подключен к выходу второго делител  частоты. На фиг.1 изображена функциональна  схема развертывающего операционного усилител ; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы сигналов. Усилитель содержит первый и второй дополнительные релейные элементы I и 2, первый и второй делители частоты 3 и 4, сумматор 5, дополнительный сумматор 6, интегратор 7, дополнительный интегратор 8, релейный элемент 9, третий дополнительный релейный элемент 10, вход 11, выход 12 и дополнительный выход 13 развертывающего операционного усилител . Развертывающий операционный усилитель работает следующим образом. Сигнал со входа I I (фиг. 2а.) представл ет собой сумму двух широтно-кмпульсных сигналов, один из которых модулирован по амплитуде вторым широтно-импульсным воздействием. Функции развертывающего операционного усилител  заключаютс  в разделении суммарного сигнала со входа II на составл ющие его широтно-импульсные носители с последующим их операционным преобразованием в вид, удобный дл  цифровой обработки информации. Выходной сигнал релейного элемента 9, первого, второго и третьего дополнительиых релейных элементов I, 2 и 10 неизменен по модулю амплитуды и измен етс  только по знаку в пределах, определ емых напр жением источника питани . Релейньй элемент 9 и третий дополнительный релейный элемент 10 имеют симметричные относительно нулевого уровн  пороги переключени . Второй дополнительный релейный элемент 2 обладает нулевым значением порогов Переключени . Первый дополнительный релейный элемент 1 при отсутствии сигнала на его втором входе также имеет нулевой уровень порогов срабатывани , о а при наличии сигнала на втором входе юна неоднозначности первого дополнительного релейного элемента 1 смещаетс  в направлении, соответствующем знаку воздействи  на его втором входе . Восстановление основного (ведущего ) широтно-импульсного носител  информагщи осуществл етс  с помощью второго дополнительного релейного элемента 2 (фиг .26) и происходит в моменты времени t, t2,...t перехода сигнала со входа 11 (фиг.2с() через нулевой уровень. Синхронно с моментом времени изменени  знака выходного сигнала второго дополнительного релейного элемента 2 происходит вертикальное смещение порогов переключени  первого дополнительного релейного элемента 1. При положительной пол рности импульса на выходе второго дополнительно релейного элемента 2 (фиг. 2 порог срабатьшани  первого дополнительного ре лейного элемента 1 смещаетс  в положительном направлении (фиг.2в) до величины, при которой управление моментами переключени  первого дополни тельного релейного элемента 1 происх дит с помощью второго широтно-импуль ного носител , модулирующего ведущий носитель по амплитуде (фиг.2а). При изменении знака сигнала с входа 11 п роговый уровень первого дополнитель ного релейного элемента 1 смеща-етс  в отрицательном направлегии (фиг,2 что позвол ет восстановить второй гаиротно-импульсный носитель, модулир ющий по амплитуде отрицательньй им пульс основного носител  входной информации . В дальнейщем процесс перио дически повтор етс , и на выходе пер вого дополнительного релейного элемента 1 формируетс  восстановленный широтно-импульсный сигнал (фиг.21.) второго носител  информации. Принцип работы замкнутого контура , состо щего из сумматора 5, интегратора 7 и релейного элемента 9 в р жиме собственных автоколебаний, заключаетс  в следующем. При отсутстви сигнала на входе 11 выходной сигнал интегратора 7 имеет форму симметричн пилы (фиг.2д), а скважность импуль сов иа выходе релейного элемента 9 равно 0,5, что соответствует нулевом уровню посто нной составл ющей сигна ла. 1 4 Наличие управл ющего сигнала на первом входе сумматора 1 вызывает изменение производной выхгцного сигнала интегратора 7 (фиг.2е). При совпадении знаков сигналов входного и релейного элемента 9 скорость изменени  сигнала на выходе интегратора 7 определ етс  суммой токо.в входного и обратной св зи, а при несовпадении указанных воздействий производна  выходного сигнала зависит от разности соответствующих токов. В результате посто нна  составл юща  выходного сигнала релейного элемента 9 устанавливаетс  пропорциональной уровню входного воздействи . Дл  обеспечени  независимости интервала дискретизации выходных сигналов от управл ющего воздействи  в схему введены первый и второй делители частоты 3 и 4. Выходные сигналы (фиг.36) первого и второго делителей частоты 3 и 4 представл ют собой пр моугольные разнопол рные импульсы типа меандр с частотой в 2 раз меньшей, чем частота импульсов (фиг.3о|) на выходах первого и второго дополнительных релейных элементов 1 и 2 соответственно , где п 1, 2, 3... - коэффициент делени  частоты (в дальнейщем принимаем п I). Период выходных импульсов первого и второго делителей частоты 3 и 4 и их амплитуда выбираютс  таким образом , чтобы обеспечить работу в режиме вьшужденной синхронизации с частотой, кратной частоте сигналов с выходов первого и второго дополнительных релейных элементов 1 и 2. Принцип работы в режиме вынужденной сиьхронизации следующий. Полагаем, что пороги переключени  релейного элемента 9 равны.нулю, а выходной сигнал первого дополнительного релейного элемента 1 равен нулю . В интервале времени t (фиг.Зв) сигнал с выхода интегратора 7 измен етс  в отрицательном направлении под воздействием разности сигналов (фиг.36,в),так как амплитуда импульсов с выхода первого делител  3частоты выбираетс  значительно превьввающей величину допустимого сигнала на входе сумматора 5, когда в нем существует режим собственных автоколебаний . После изменени  знака импульса с выхода первого делител  3 частоты на входе сумматора 5 действует сумма отрицательных напр жений и в интервале времени 12(Фиг.Зв) вы ходной сигнал интегратора 7 нарастает в положительном направлении. При нулевом значении сигнала на выходе интегратора 7 происходит переключение релейного элемента 9, что влечет за собой уменьгаение в интер вале времени t темпа нарастани  выходного сигнала интегратора 7. После очередного изменени  знака си нала в интервале времени t на вход сумматора 5 действует сумма положительных воздействий, что обеспечивапт изменение направлени  развертывагопего преобразовани . В момент равенства нулю выходного сигнала интегратора 7 происходит очередное переключение релейного эл мента 9. В дальнейшем процесс пери одически повтор етс . Учитьша , что t -ь t- t, - t. , посто нна  составл юща  сигнала на выходе релейного элемента 9 равна нулю. Наличие сигнала управлени  с выхода релейного элемента 1 приводит к вертикальному смещению выходног сигнала интегратора 7, что влечет за собой изменение скважности импульсов па выходе релейного элемент 9 (фиг.Зг). В интервале времени t на вход РОУ действует сигнал, равный сумме выходных сигналов первого дополнительного релейного элемента 1 и пер го делител  3 частоты за вычетом выходного сигнала релейного элемент 9, и сигнал на выходе интегратора 7 измен етс  в отрицательном направлении . В интервале времени tj, в силу изменени  знака импульса на выходе первого дополнительного релейного элемента 1 (фиг.3«), темп изменени  сигнала на выходе интегратора 7 па,цает. . После переключени  синхронизирующего воздействи  с выхода первого делител  3 частоты (фиг.35) выходной сигнал интегратора 7 имеет положительный знак производной. В течение времени t нарастание амплитуды сигнала интегратора 7 обусловлено суммарным воздействием сигналов (фиг.За, б, г .). Очередное переключение релейного элемента 9 происходит через врем  t после очередного изменени  знака синхронизирующего сигнала. В дальнейшем рассмотренный процесс периодически повтор етс . Посто нна  составл юща  импульсов на выходе релейного элемента 9 за врем  2Тд соответствует уровню среднего значени  выходного сигнала первого дополнительного релейного элемента 1 . Преимуществом предлагаемого развертывающего операционного усилител   вл етс  синхронизаци  частоты его вынз жденных колебаний с частотой преобразуемого широтно-импульсного сигнала, исключающа  возможность по влени  в выходном сигнале ошибок замедленной дискретизации при передаче высокочастотного спектра восстановленного широтно-импульсного носител  входной информации, что говорит о повьш1енной помехоустойчивости .

. и

EL

//

//

Af

.ИМ

/

Лгг/

;

5) о

8) О

г) о

о

3}

)

Фиг, 2

S)o

ff

vx

/JA

Tt-ZTf

t

н

t)0

Claims (1)

1. РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно сумматор, интегратор, релейный элемент, выход которого является выходом развертывающего операционного усилителя и подключен к первому входу сумматора, о т л и ч а ю— щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены первый и второй делители частоты и дополнительные сумматор, интегратор и первый, второй и третий дополнительные релейные элементы, причем входы первого, и второго дополнительных релейных элементов соединены и являются входом развертывающего операционного усилителя, выход первого дополнительного релейного элемента соединен с вторым входом сумматора и с входом первого делителя частоты, выход которого подключен к третьему входу сумматора, выход второго релейного элемента соединен с вторым входом первого дополнительного' релейного элемента, с входом второго делителя частоты и с первым входом дополни- Q тельного сумматора,выход которого через дополнительный интегратор подключен к входу третьего релейного элемента, выход которого является дополнительным выходом развертывающего операционного усилителя и соединен с вторым входом дополнительного сумматора, третий вход которого подключен к выходу второгЪ делителя частоты.

   „.,1088014