專利名稱：：加法器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及電控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是指一種加法器。
背景技術(shù)：
：在反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)中，在信號處理時(shí)經(jīng)常需要進(jìn)行加、減和求平均值運(yùn)算，例如計(jì)算反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度，進(jìn)而產(chǎn)生保護(hù)信號而確保系統(tǒng)安全。又如在控制系統(tǒng)中，在信號處理時(shí)經(jīng)常需要進(jìn)行加、減和求平均值運(yùn)算，進(jìn)而產(chǎn)生控制信號以完成控制功能。因此，就需要一種設(shè)備來實(shí)現(xiàn)上述的運(yùn)算功能。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種加法器裝置，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行加、減和求平均值運(yùn)算，進(jìn)而產(chǎn)生控制信號以完成控制功能。本實(shí)用新型提供的加法器，包括一個(gè)及一個(gè)以上的信號輸入電路，用于將輸入的信號轉(zhuǎn)換為特定范圍的信號輸出給輸出電路；輸出電路，用于接收信號輸入電路的輸出信號，進(jìn)行加減操作輸出。其中，所述信號輸入電路包括輸入電路和擴(kuò)展輸入電路。其中，所述輸入電路包括放大器，其正向輸入端用于接收輸入信號；連接在放大器反向輸入端和輸出端用于放大增益的回路；連接在放大器輸出端和所述輸入電路輸出端的用于調(diào)節(jié)放大增益的電位器。其中，所述擴(kuò)展輸入電路包括依次串聯(lián)的第一電阻、第二電阻、第三電阻形成的電阻匹配橋；輸出端在所述第一電阻和第二電阻之間，或在所述第二電阻和第三電阻之間。其中，所述輸出電路包括放大器，其正向輸入端和反向輸入端分別用于連接信號輸入電路的輸出信號；連接在放大器反向輸入端和輸出端用于放大增益的回路。其中，進(jìn)一步包括連接在輸出電路放大器的輸出端和反向輸入端的限幅電路，用于限制輸出信號在一定范圍內(nèi)。其中，所述限幅電路包括第一放大器，其反向輸入端用于連接輸出電路放大器的輸出端，輸出端串聯(lián)二極管用于連接輸出電路放大器的反向輸入端，正向輸入端用于接入限幅門限電壓；第二放大器，其反向輸入端用于連接輸出電路放大器的輸出端，輸出端串聯(lián)反向二極管用于連接輸出電路放大器的反向輸入端，正向輸入端用于接入限幅門限電壓。其中，進(jìn)一步包括偏置和校準(zhǔn)源電路，用于提供偏置電壓信號和校準(zhǔn)電壓信號給輸出電路。其中，所述偏置和校準(zhǔn)源電路包括放大器，其正向輸入端連接穩(wěn)定輸入信號；連接在放大器輸出端和正向輸入端及反向輸入端的包含可調(diào)電阻的回路，從所述回路中引出偏置電壓和校準(zhǔn)電壓。由上可以看出，本實(shí)用新型提供的加法器裝置，可以實(shí)現(xiàn)對信號進(jìn)行加、減和求平均值運(yùn)算處理，進(jìn)而產(chǎn)生控制信號以完成控制功能。圖1是本實(shí)用新型加法器原理圖；圖2是輸入電路圖；圖3是輸出電路圖；圖4是擴(kuò)展輸入電路圖；圖5是偏置電路和校準(zhǔn)源電路圖；圖6是限幅電路圖；圖7是正電源電路圖；圖8是負(fù)電源電路圖。以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1示出了本實(shí)用新型加法器的原理圖，所述加法器包括信號輸入電路、偏置和校準(zhǔn)源電路、輸出電路、限幅電路。信號輸入電路包括輸入電路和擴(kuò)展輸入電路。如圖l所示，輸入電路包括三個(gè)輸入信號El、E2和E3，其中，El同向、E2和E3同向或反向，同向或反向由加法器上的開關(guān)選擇；偏置電壓單元包括偏置信號，其方向是可調(diào)的，由專用線路板上的跨接線來設(shè)置。如圖1所示，輸入信號El、E2和E3經(jīng)由匹配;改大器Al、A2和A3送入加法放大器A4。根據(jù)加法器的開關(guān)狀態(tài)(同相或反相)，使輸入信號E1、E2和E3間有不同的加減關(guān)系，A4產(chǎn)生不同的輸出信號，其值有以下幾種可能性El+E2+E3或El-E2-E3或El+E2-E3或El-E2+E3。同相擴(kuò)充輸入信號與El信號相加。同相偏置信號與輸入信號El相加，反相則相減。對于輸入信號E1、E2和E3，以及偏置信號，在經(jīng)過A4運(yùn)算放大器后，增益為1或10。另一方面，對于擴(kuò)展信號，在經(jīng)過一個(gè)0.1或1的匹配器后，在輸出端仍可重建，且增益為下面，參見附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖2示出了輸入電路的電路圖。對每個(gè)輸入信號E1、E2和E3來說，輸入電路都是完全相同的。圖中所示的放大器組成了電壓跟隨器，其增益固定為1。輸出增益通過電位器P6連續(xù)可調(diào)，并且根據(jù)子卡上跳線焊接位置(A點(diǎn)或B點(diǎn))的不同可以有兩種比率范圍。當(dāng)跳線在A點(diǎn)時(shí)，增益為G1=R2/(RI+R2)，此增益可通過電位器P6滑動調(diào)節(jié)，范圍是0.1至1。當(dāng)跳線在B點(diǎn)時(shí)，增益為G2-R2/(RI+R2)*R64/(R63+R64)，此增益可通過電位器P6滑動調(diào)節(jié)，范圍是O.Ol至0.1。開關(guān)Cm4用于切換各種輸入信號，包括校準(zhǔn)信號。電阻R4和電容C4構(gòu)成了一個(gè)輸入信號濾波器。其中，電阻R14-R15和電容C9-C28并不是輸入電路的元件，它們配合管理監(jiān)測模塊對工作中的輸入電路模塊起校驗(yàn)監(jiān)測作用。電位器P1用于消除放大器的電壓失調(diào)。如圖3示出輸出電路的電路圖。本實(shí)用新型加法器的增益是1還是IO，是由端接R72的跳線位置決定。所述跳線焊接在子卡上。因?yàn)檫^壓可能損壞輸出，穩(wěn)壓二極管D13-D14和電阻R52對放大器A4進(jìn)行過壓保護(hù)。電位器P5用于消除放大器的電壓失調(diào)。電阻R53-R54和電容C25-C26-C28—起配合管理監(jiān)測模塊用于校驗(yàn)監(jiān)測輸出電路。實(shí)際上，加法器的增益為1.1或11，而不是1或10。這是因?yàn)楫?dāng)輸入電路增益被調(diào)到最大(也就是l)時(shí)，由于增益調(diào)節(jié)電位器存在"死區(qū)"，所以送入加法器的信號要低于原始輸入信號。結(jié)果導(dǎo)致輸入增益小于l，相應(yīng)的，加法器增益大于l?？傊?，輸入/輸出比值是通過調(diào)節(jié)輸入增益調(diào)節(jié)電位器而被調(diào)節(jié)的。圖4示出了擴(kuò)展輸入電路的電路圖。如圖所示，擴(kuò)展輸入信號在加法器輸出端被重建，且增益為1。由于加法器增益為1.1或11，擴(kuò)展輸入信號必須經(jīng)過一個(gè)由匹配橋R74至R76組成的系數(shù)匹配電路。當(dāng)加法器的增益為1.1時(shí)，在子卡上，擴(kuò)展輸入跳線應(yīng)被焊接在x0.909的位置上(位于Gl)。此時(shí)輸出信號為S=ex0.909xl.l=e。當(dāng)加法器的增益為11時(shí)，跳線應(yīng)被焊接在x0.0909的位置上(位于GIO)。此時(shí)輸出信號為S=ex0.0909xll=e。下面如圖5示出了偏置和校準(zhǔn)源電路的電路圖。對于穩(wěn)壓二極管D8，加上穩(wěn)定的14V電壓，可為放大器A5-3的同相輸入端提供偏置電壓，并且在放大器的輸入和輸出之間保持一個(gè)實(shí)際的零偏差。電位器P4用于調(diào)節(jié)放大器輸出電壓到IIV。這個(gè)穗定的電壓經(jīng)過由電阻R77-78組成的分壓橋，產(chǎn)生出一個(gè)1V的電壓，此電壓用于校準(zhǔn)加法器的輸入增益。電位器P9用于產(chǎn)生偏置電壓，此偏置電壓從0至10V可變。為了從電位器P9獲得一個(gè)較好的限定值，在子卡上焊有一個(gè)或幾個(gè)跳線，分別位于K-L-M-N-P-0.1和1.10，它們限定了電位器電平的變化。根據(jù)跳線的不同位置，調(diào)節(jié)電位器P9產(chǎn)生的電壓變化的理論值，如下表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表1圖6是限幅電路圖。圖中加法器A4的輸出信號被限幅電路所限制。當(dāng)輸出信號在加到放大器A5-l的高門限電壓和加到放大器A5-2的低門限電壓之間時(shí)，放大器A5-l的同相輸入相對于它的反相輸入來說為負(fù)，它的輸出也就為負(fù)，因而二極管D10截止。放大器A5-2的同相輸入相對于它的反相輸入來說為正，它的輸出也就為正，因而二極管D9也相應(yīng)截止。限幅器不起作用。當(dāng)輸出信號趨向超過高門限電壓，放大器A5-l的同相輸入相對于它的反相輸入來說為正，它的輸出也就為正，因而二極管D10導(dǎo)通。所以一個(gè)正信號加到放大器A4的反相輸入端，從而使輸出信號趨于減小，達(dá)到限幅作用。當(dāng)輸出信號趨向低于低門限電壓，放大器A5-2的同相輸入相對予它的反相輸入來說為負(fù)，它的輸出也就為負(fù)，因而二極營D9導(dǎo)通。所以有一個(gè)負(fù)信號加到放大器A4的反相輸入端，從而使輸出信號趨于增大。雙擲開關(guān)Cm3用于設(shè)置輸出信號到+l+5V或是到-6+llV的限幅門限。穩(wěn)壓二極管D11-D12和電阻R46對放大器A5-l和A5-2的輸入進(jìn)行過壓保護(hù)，過壓可能損壞加法器的輸出。本實(shí)用新型還提供了電源電路，為本實(shí)用新型的加法器進(jìn)行供電，如下圖7是正電源電路圖。圖中示出穩(wěn)壓二極管D4加上恒流二極管D15作為三極管Ql的基極偏置。三極管的發(fā)射極產(chǎn)生出穩(wěn)定的+14V電壓。穩(wěn)壓二極管D3和電阻R20對此電路進(jìn)行過壓保護(hù)，過壓可能損壞28V通用電源。電容C14和電阻R20對電源電流進(jìn)行濾波。二極管D2用于保護(hù)此電路以防止當(dāng)連接到通用電源時(shí)產(chǎn)生極性反轉(zhuǎn)。圖8是負(fù)電源電路圖。負(fù)電源電路由一個(gè)多諧振蕩器控制，對于此振蕩器，加以穩(wěn)定的正電源+14V。電路A6-l到A6-4是與非門邏輯電路。最先的兩個(gè)與非門和電阻R23、電容C16—起構(gòu)成了多諧振蕩器。另外兩個(gè)并聯(lián)的與非門，使多諧振蕩器的電流加倍。電路A6-3和A6-4的輸出信號都是方波信號，其邏輯值在0、1間交替，其頻率是時(shí)間常數(shù)R23-C16的函數(shù)。當(dāng)輸出信號為0時(shí)，三極管Q2截止。三極管Q3和Q4的基極電位成為+14V的負(fù)栽電位。Q4截止，Q3導(dǎo)通，所以通過二極管D5,電容C19成為具有明顯極性的負(fù)載。與此同時(shí)，二極管D6截止。當(dāng)輸出信號為1時(shí)，三極管Q2導(dǎo)通。三極管Q3和Q4的基極電位接近于0。Q3截止，Q4導(dǎo)通。因此電容C19的正極為0電位。二極管D5截止，電容C19通過二極管D6成為C20的負(fù)載。因此，相對于0電位而言，一個(gè)負(fù)電壓出現(xiàn)在電容C20的管腳上。通過這個(gè)負(fù)電壓，穩(wěn)壓二極管D7和電阻R32，作為三極管Q5的基極偏置。三極管Q5的發(fā)射極產(chǎn)生出穩(wěn)定的^9V電壓。電感線圈Ll，接正電源的電容C18和電容C15，組成了濾波器，用于抑制對多諧振蕩器的干擾頻率反饋。這種頻率是正電源和通用電源中干擾電壓的頻率。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種加法器，其特征在于，包括一個(gè)及一個(gè)以上的信號輸入電路，用于將輸入的信號轉(zhuǎn)換為特定范圍的信號輸出給輸出電路；輸出電路，用于接收信號輸入電路的輸出信號，進(jìn)行加減操作輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加法器，其特征在于，所述信號輸入電路包括輸入電路和擴(kuò)展輸入電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加法器，其特征在于，所述輸入電路包括放大器，其正向輸入端用于接收輸入信號；連接在放大器反向輸入端和輸出端用于放大增益的回路；連接在放大器輸出端和所述輸入電路輸出端的用于調(diào)節(jié)放大增益的電位器。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加法器，其特征在于，所述擴(kuò)展輸入電路包括依次串聯(lián)的第一電阻、第二電阻、第三電阻形成的電阻匹配橋；輸出端在所述第一電阻和第二電阻之間，或在所述第二電阻和第三電阻之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加法器，其特征在于，所述輸出電路包括放大器，其正向輸入端和反向輸入端分別用于連接信號輸入電路的輸出信號；連接在》文大器反向輸入端和輸出端用于放大增益的回路。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加法器，其特征在于，進(jìn)一步包括連接在輸出電路放大器的輸出端和反向輸入端的限幅電路，用于限制輸出信號在一定范圍內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加法器，其特征在于，所述限幅電路包括第一放大器，其反向輸入端用于連接輸出電路放大器的輸出端，輸出端串聯(lián)二極管用于連接輸出電路放大器的反向輸入端，正向輸入端用于接入限幅門限電壓；第二放大器，其反向輸入端用于連接輸出電路放大器的輸出端，輸出端串聯(lián)反向二極管用于連接輸出電路放大器的反向輸入端，正向輸入端用于接入限幅門限電壓。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加法器，其特征在于，進(jìn)一步包括偏置和校準(zhǔn)源電路，用于提供偏置電壓信號和校準(zhǔn)電壓信號給輸出電路。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加法器，其特征在于，所述偏置和校準(zhǔn)源電路包括放大器，其正向輸入端連接穩(wěn)定輸入信號；連接在放大器輸出端和正向輸入端及反向輸入端的包含可調(diào)電阻的回路，從所述回路中引出偏置電壓和校準(zhǔn)電壓。專利摘要本實(shí)用新型提供了一種加法器，包括一個(gè)及一個(gè)以上的信號輸入電路，用于將輸入的信號轉(zhuǎn)換為特定范圍的信號輸出給輸出電路；輸出電路，用于接收信號輸入電路的輸出信號，進(jìn)行加減操作輸出。使用本實(shí)用新型，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)行加、減和求平均值運(yùn)算，進(jìn)而產(chǎn)生控制信號以完成控制功能。文檔編號G06G7/14GK201054141SQ20072015478公開日2008年4月30日申請日期2007年5月17日優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日發(fā)明者楊曉奇申請人:中科華核電技術(shù)研究院有限公司北京分公司