SU1383284A1 - Comparing device - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  сравнени  любых двух сигналов посто нного тока с гальваническим разделением между цеп ми входов и выходов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности устройства. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что оно содержит ДБухобмоточные трансформаторы 1 и 2, вторичные обмотки 3 и 4 которых через первьй и второй диоды 5 и 6 подключены к конденсаторам 7 и 8 и к первому и второму входам 9 р 10 вычитающего усилител  11, вторичные обмотки 12 и 13 трансформато- DOB 1 и 2, конденсаторы 14 и 15, с сл с 8 JL28The invention relates to computing and can be used to compare any two DC signals with galvanic separation between the input and output circuits. The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of the device. The goal is achieved due to the fact that it contains two winding transformers 1 and 2, the secondary windings 3 and 4 of which are connected through the first and second diodes 5 and 6 to capacitors 7 and 8 and to the first and second inputs 9 p 10 of the subtracting amplifier 11, the secondary windings 12 and 13 transformer-DOB 1 and 2, capacitors 14 and 15, from sl with 8 JL28

Description

включенные параллельно источникам 29J, 30 входных сигналов и через диоды 16 и 17 подключенные к обмоткам 12 и 13, источник 18 напр жени  питани , генератор 19 импульсов,транзистор 20, третий и четвертый диоды 21 и 22, Вычитающий усилитель 11 содержит операционный усилитель 23, инвертирующий вход которого соеди3284connected in parallel with the sources 29J, 30 of the input signals and through the diodes 16 and 17 connected to the windings 12 and 13, the power supply source 18, the pulse generator 19, the transistor 20, the third and fourth diodes 21 and 22, the Subtractive amplifier 11 contains an operational amplifier 23, which inverting input

нен через резистор 24 с первым входом 9 вьгчиtaющeгo усилител , а через резистор 25 - с выходом операционного усилител  23,  вл ющимс  выходом устройства. Неинвертирующий вход операционного усилител  23 соединен через резисторы 26 и 27 соответственно с вторым .входом 10 вычитающего усилител  и общей шиной,1 ил.through a resistor 24 with the first input 9 of the switching amplifier, and through the resistor 25 with the output of the operational amplifier 23, which is the output of the device. The non-inverting input of the operational amplifier 23 is connected via resistors 26 and 27, respectively, with the second input 10 of the subtractive amplifier and the common bus, 1 slug.

1one

Изобретение относитс  к вычисли- i-ельной технике и может быть использовано дл  сравнени  сигналов посто нного тока с гальванической разв зкой между ними,The invention relates to computing technology and can be used to compare DC signals with galvanic isolation between them.

Цель изобретени  - повышение точности и надежности устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of the device.

На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема устройства.The drawing shows a circuit diagram of the device.

Устройство содержит первый и вто- рой трансформаторы 1 и 2, вторичные обмотки 3 и 4 первого и второго трансформаторов 1 и 2, первьй и второй диоды 5 и 6, третий и четвертьй конденсаторы 7 и 8, первьй и второй вхо ды 9 и 10 вычитающего усилител  11, вторичные обмотки 12 и 13 первого и второго трансформаторов 1 и 2, пер вьш и второй конденсаторы 14 и 15, п тый и шестой диоды 16 и 17, источник 18 напр жени  питани , генератор 19 импульсов, транзистор 20, третий и четвертый диоды 21 к 22, операционный усилитель 23, первьй 24, тре- ти 25, второй 26 и четвертьй 27 резисторы , общую шину устройства 28, первьй и второй источники 29 и 30 входных сигналов,The device contains the first and second transformers 1 and 2, the secondary windings 3 and 4 of the first and second transformers 1 and 2, the first and second diodes 5 and 6, the third and fourth capacitors 7 and 8, the first and second inputs 9 and 10 of the subtractor amplifier 11, secondary windings 12 and 13 of the first and second transformers 1 and 2, the first and second capacitors 14 and 15, the fifth and sixth diodes 16 and 17, the power supply source 18, the pulse generator 19, the transistor 20, the third and fourth diodes 21 to 22, operational amplifier 23, first 24, third 25, second 26 and quarter 27 resistors, common well device 28, the first and second light sources 29 and 30 input signals,

Генератор 19 импульсов периодически открывает транзистор 20, которьй через диоды 21 и 22 подает напр жение с выхода источника 18 напр жени  на обмотки 3 и 4 трансформаторов 1 и 2, При этом токи через обмотки 3 и 4 трансформаторов 1 и 2 нарасdi dtPulse generator 19 periodically opens transistor 20, which through diodes 21 and 22 supplies voltage from source 18 of voltage to windings 3 and 4 of transformers 1 and 2, while currents through windings 3 and 4 of transformers 1 and 2 are higher than dt

тают.melt away.

имеет положительное значение , поэтому на обмотках 3, 4, 12 и 13 наводитс  ЭДС такой пол рности, что диоды 5, 6, 16 и 17 закрьшаютс . При прохождении тока через обмотки 3 и 4 в индуктивност х трансформатоhas a positive value, therefore on the windings 3, 4, 12 and 13 an emf of such polarity is induced that diodes 5, 6, 16 and 17 are closed. With the passage of current through the windings 3 and 4 in the inductance of the transformer

00

5five

00

5five

00

ров 1 и 2 запасаетс  энерги . После окончани  импульса на вьпсоде генератора 19 импульсов транзистор 20, диоды 21 и 22 закры,ваютс , ток через эти диоды прекращаетс , но ток через обмотки 3 и 4 не прекращаетс , так как известно, что ток через индуктивность скачком изменитьс  не может. Ввиду того, что источник 18 напр жени  питани  закрытым транзистором 20 отключаетс  от обмоток 3 и 4, ток через эти обмотки начинаетDitch 1 and 2 are stored energy. After the end of the pulse on the pulse generator 19, the transistor 20, the diodes 21 and 22 are closed, the current through these diodes is stopped, but the current through the windings 3 and 4 does not stop, since it is known that the current through the inductance cannot abruptly change. Due to the fact that the source 18 of the power supply voltage by the closed transistor 20 is disconnected from the windings 3 and 4, the current through these windings starts

di уменьшатьс , значение -т- становитс di decrease, -t- becomes

отрицательным, следовательно, пол рность напр жени ,на обмотках 3 и 4 мен етс  на противоположную чта приводит к открьшанию диодов 5, 6, 16 и 17, и ток через индуктивность замыкаетс  через цепь диод 5 - конденсатор 7 - обмотка 3,negative, therefore, the polarity of the voltage on the windings 3 and 4 is reversed, which leads to the opening of the diodes 5, 6, 16 and 17, and the current through the inductance is closed through the circuit diode 5 - capacitor 7 - winding 3,

Входные сигналы прикладываютс  к конденсаторам 14 и 15 и зар жают конденсаторы 14 и 15 до напр жени  Ug и Ua , Обмотки 3 и 12 и 4 и 13 трансформаторов индуктивно св заны, поэтому напр жени  на этих обмотках при одинаковых числах витков равны. Напр жение на обмотке 12 равно сумме напр жений на конденсаторе 14 и диоде 16, а на обмотке 3 - сумме напр жений на конденсаторе 7 и диоде 5. Диоды 5 и 16 работают в одинаковых услови х, и если их выбрать одного типа, изменени  напр жени  на них будут компенсироватьс . Из изложенного следует, что напр жени  на конденсаторах 14 и 7 равны между собой .The input signals are applied to the capacitors 14 and 15 and the capacitors 14 and 15 are charged to the voltage Ug and Ua, the windings 3 and 12 and 4 and 13 of the transformers are inductively coupled, so the voltages on these windings are the same for the same number of turns. The voltage on the winding 12 is equal to the sum of the voltages on the capacitor 14 and diode 16, and on the winding 3 - the sum of the voltages on the capacitor 7 and the diode 5. Diodes 5 and 16 work under the same conditions, and if they are chosen the same type, change their marriages will be compensated. From the foregoing it follows that the voltages on the capacitors 14 and 7 are equal to each other.

Аналогично можно показать, что напр жени  на конденсаторах 8 и 15 Similarly, it can be shown that the voltages on the capacitors 8 and 15

33

равны (при одинаковых числах витков обмоток 4 и 13 и одинаковых типах диодов). Напр жение с конденсатора 7 подаетс  на вход 9 вычитающего устройства 11, с конденсатора 8 - на вход 10, на выходе вычитающего устройства 11 сигнал равен разнице сигналов на входах 9 и 10, так как эти сигналы по значению равны входным сигналам U и U. -, то выходной сигнал будет равен разности между входными сигналами. Таким образом , устройство позвол ет сравнивать с высокой точностью два входных сигнала с гальваническим разделением. Более высока  точность предлагаемого устройства в сравнении с известным обусловлена тем, что транзистор 20 в предлагаемом устройстве работает в ключевом режиме, при этом изменени  его параметров (1 , р , существенно меньше вли ют на работу устройства, изменени  напр жений на диодах 5и1б, 6и17и21и22 взаимно компенсируютс , обмотки 3 и 12 и 4 и 13 трансформаторов 1 и 2 можно намотать в 2 провода, поэтому напр жени  на них будут взаимно равны с высбкой точностью и изменени  параметров трансформаторов взаимно компенсируютс ,- кроме того, диоды 5 и 16 и 6 и 17 взаимно компенсируют свои нелинейности, поэтому в предлагаемом устройстве отсутствует нелинейность амплитудного детектора.equal (with the same number of turns of the windings 4 and 13 and the same types of diodes). The voltage from the capacitor 7 is fed to the input 9 of the subtracting device 11, from the capacitor 8 to the input 10, the output of the subtractor 11, the signal is equal to the difference of the signals at inputs 9 and 10, since these signals are equal in value to the input signals U and U. , the output signal will be equal to the difference between the input signals. Thus, the device allows to compare with high accuracy two input signals with galvanic separation. The higher accuracy of the proposed device in comparison with the known one is due to the fact that the transistor 20 in the proposed device operates in a key mode, and the changes in its parameters (1, p, significantly less influence the operation of the device, the voltage changes on the diodes 5i1b, 6i17i21 and 22 mutually the windings 3 and 12 and 4 and 13 of transformers 1 and 2 can be wound in 2 wires, so the voltage on them will be equal to each other with accuracy and changes in transformer parameters are mutually compensated, in addition, diodes 5 and 16 and 6 17 mutually compensate their nonlinearity, however, the proposed device does not have the non-linearity of the amplitude detector.

В предлагаембм устройстве отсутствуют автогенераторы с м гким запуском , которые недостаточно надежны , кроме того, устройство содержит меньшее количество комплектующих деталей, а следовательно, надежнее.In the proposed device, there are no auto-generators with a soft start, which are not reliable enough, moreover, the device contains fewer component parts and, therefore, is more reliable.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство сравнени , содержащее генератор импульсов, первый и второй источники входных сигналов, источник напр жени  питани , транзистор,пер10A comparison device comprising a pulse generator, the first and second input sources, the power supply voltage, the transistor, first 10 1515 00 832844832844 вый и второй трансформаторы, первые выводы первичных.обмоток которых соединены с первыми обкладками соответственно первого и второго конденсаторов , первые выводы вторичных обмоток - с общей шиной устройства и с первыми обкладками соответственно третьего и четвертого конденсаторов, а вторые выводы вторичных обмоток - с катодами соответственно первого и второго диодов, аноды которых соединены с вторыми обкладками соответственно третьего и четвертого конденсаторов и с первыми выводами соответственно первого и второго резисторов, и операционный усилитель, выход которого  вл етс  выходом устройства и подключен к первому выводу третьего резистора, инверсный вход которого подключен к вторым выводам первого и третьего резисторов, а пр мой вход - к второму вьшоду второго резистора и к первому вьшоду четвертого резистора, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  точности и надежности устройства, в нем установлены третий, четвертый, п тый и шестой диоды, причем эмиттер транзистора подключен к выходу источника напр жени  питани , база - к выходу генератора импульсов, а коллектор - к анодам третьего и четвертого диодов , подключенных катодами к катодам соответственно первого и второго диодов , аноды п того и шестого диодов соединены с вторыми вьшодами первичных обмоток соответственно первого и второго трансформаторов, а катоды - с вторичными обкладками соответственно первого и второго конденсаторов и с первьми выходами соответственно первого и второго источников входных сигналов, подключенных вторыми выходами к первым обкладкам соответственно первого и второго конденсаторов .first and second transformers, the first terminals of the primary windings of which are connected to the first plates of the first and second capacitors, respectively, the first terminals of the secondary windings to the common bus of the device and the first plates of the third and fourth capacitors, respectively, and the second terminals of the secondary windings to the cathodes of the first one, respectively and the second diodes, the anodes of which are connected to the second plates of the third and fourth capacitors, respectively, and to the first terminals of the first and second resistors, respectively, and An operational amplifier whose output is the output of the device and is connected to the first output of the third resistor, the inverse input of which is connected to the second terminals of the first and third resistors, and the direct input to the second input of the second resistor and the second output of the fourth resistor The common bus device, characterized in that, in order to improve the accuracy and reliability of the device, it installed the third, fourth, fifth and sixth diodes, and the emitter of the transistor is connected to the output source for example power supply, the base to the output of the pulse generator, and the collector to the anodes of the third and fourth diodes connected by cathodes to the cathodes of the first and second diodes respectively, the anodes of the fifth and sixth diodes are connected to the second outputs of the primary windings of the first and second transformers respectively, and the cathodes - with the secondary plates of the first and second capacitors, respectively, and with the first outputs of the first and second sources of input signals, respectively, connected by the second outputs to the first plates, respectively, n the first- and second capacitors. 5five 00 5five 00 5five