Формирователь напряжения прямоугольной формы

 

ФОРМИРОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ, содержащий источник входного сигнала, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков запоминания .экстремальных значений, переключатель , управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом источника входного сигнала, первый и второй сигнальные выходы переключателя соединены соответственно с выходами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, а выход переключателя соединен с выходной шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, второй вход первого блока запоминания экстремальных значений соединен с выходом второго блока запоминания экстремальных значений, второй вход которого соединен с выходом первого блока запоминания экстремальных (Л значений.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ (ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П Н 03 К 5 01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3537759/18-21 (22) 11.01.83 (46) 30.05.84. Бюл. М 20 (72) С.С, Каминская (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 681.335(088.8) (56) 1. Смолов В.В. Ааналоговые вычислительные машины, М., Высшая школа, 1972, с. 339, рис.7-28.

2. Авторское свидетельство СССР

9 587610, кл. Н 03 К 5/01, 26.04.

1976 (прототип). (54)(57) ФОРМИРОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ, содержащий источник входного сигнала, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков запоминания.экстремальных значений, переключатель, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом источника входного сигнала, первый и второй сигнальные выходы переключателя

",.îåäèíåíû соответственно с выходами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, а выход переключателя соединен с выходной шиной устройства, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, второй вход первого блока запоминания экстремальных значений соединен с выходом второго блока запоминания экстремальных значений, второй вход которого соединен с выходом первого блока запоминания экстремальных значений.

1095374 где Т вЂ” период колебаний входного сигнала. 45

Чтобы уменьшить погрешность в соо тветствии амплитуд входного и выходного сигналов, длительность импульс а блока сброса экстремальных значений должна быть в п раз меньше полупериода входного сигнала (2)

Сф. с другой стороны, длительность импульса блока сброса экстремальных значений должна быть достаточной для перезарядки накопителей первого и второго блоков запоминания экстне больше

P емальных значений, т. е. не апаздывания (время запис входного сигнала), определяемого п араметрами схем запоминания чс

"Я = tean=

1 где - а

U - -мплитуда напряжения вход65 ного сигнала; (3) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, Ри преобразовании аналоговых сигналов в напряжения прямоугольной формы.

Известен формирователь напряжения прямоугольной формы, содержащий источник входного сигнала и переключатель, выход которого соединен с выходной шиной устройства (1).

Недостатком устрОйства является 10 ограниченность функциональных возможностей.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является форми.". рователь напряжения прямоугольной формы, содержащий источник входного сигнала„ основной выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, переключатель, выход которого соединен с выходом Фор:мйрователя, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом источника входного сигнала, первый

H второй сигнальsee wxogga переклю 25 чателя соединены соответственно с выходами первого и второго блока запоминания экстремальных значений, выход переключателя соединен с шиной выхода устройства, а управляющий вход - с входом блока сброса ЭкстРе- 30 мальных значений, выходы которого соединены с выходами блоков запоминания экстремальных значений (2).

Недостатком устройства является то что на полосу пропускания Рабо- 35

Ф чих частот существенное влияние оказывает длительность импульса блока сброса экотремальных значений.

Длительность импульса блока сброса экстремальных значений формируется4 от входного синнала с частотой

f — т (1) С вЂ” емкость накопителя;

I® „ — токовая шкала ключа.

Приравнивая (2) и (3), получаем

Т Q() и 1 ат (4)

Тогда полоса пропускания прототипа опРеделяется по формуле а 3 >nay у — f ан (5) ана т Уп

Таким образом, полоса пропускания входного сигнала в 2п раза меньше полосы пропускания блоков запоминания экстремальных значений.

Пель изобретения — расширение диапазона рабочих частот.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователе напряжения прямоугольной формы, содержащем источник входного сигнала, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, переключатель, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом источника входного сигнала, первый и второй сигнальные выходы пе реклю- чателя соединена соответственно с выходами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, а выход переключателя соединен с выходной шиной устройства, второй вход первого блока запоминания экстремальных значений соединен с выходом второго блока запоминания экстремальных значений, второй вход которого соединен с выходом первого блока запоминания экстремальных значений.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на, фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу схемы.

Устройство содержит источник 1 входного сигнала, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков 2, 3 запоминания экстремальных значений, переключатель

4, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом источника входного сигнала, первый и второй сигнальные выходы переключателя соединены соответственно с выходами первого 2 и второго 3 блоков запоминания экстремальных значений, а выход переключателя 4 соединен с шиной устройства, второй вход первого блока 2 запоминания экстремальных значений соединен с выходом второго блока 3 запоминания экстремальных значений, второй вход которого соединен с выходом первого блока 2 запоминания экстремальных значений.

Блоки 2 и 3 запоминания экстремальных значений выполнены на операционных усилителях 5 и 6 с конденса1095374 торами 7 и 8 в обратной сняэн и резисторами 9-12.

Вь= Няу Rp Вд

Сраннение сигналов происходит íà операционном реле 13 и 14. Операционное реле 15 выполняе роль переключателя 4.

Устройство работает следующим образом.

Для простоты объяснения работы 1() формирователя входной сигнал представлен и синусоидальной форме (на о фиг. $, а,б) при t = О, Х0= П„ = О, Хо = 114„= Х„„.

Сигнал с основного выхода источ- 5 ника 1 входного сигнала поступает на входы первого и второго блоков 2 и 3 запоминания экстремальных значений. На фиг. 1 контакты операционных реле 13, 14 и 15 показаны в нормально замкнутом состоянии, т. е. когда суммарный управляющий сигнал на их, входах больше или равен нулю.

Исходя из свойства инерционности блоков запоминания, блок 2 запоминания экстремальных значений запоминает входное напряжение Uq> „ если на входах реле 13 Пд +u Uy < О, где U< — напряжение на выходе операционного усилителя б, и фиксирует минимальное значение входного сигнала, если на входах реле 13

U„ + U >О (фиг. 2 в). Блок 3 заПоминания экстремальных значений запоминает входное напряжение Uqy если на входах реле 14 U x + U> > О, гце Ug — напряжение на выходе операционного усилителя 5, и фиксирует максимальное значение входного сигнала U x если на входах реле 14

U x+ U i0 (фиг. 2 г) . Ha фиг. 2 е, д.40 показаны диаграммы сигналов упранления реле 14 и 13, полученные от сложения входных сигналов и свойства инерционности блоков запоминания.

Переключатель 4 по сигналу с до- 45 полнительного выхода источника 1, пропорциональному производной от входного сигнала, подключает на выход формирователя запомненные. экстремальные значения входного сигнала 50 (фиг. 2 ж) при Х >r О с выхода блока 2 запоминания экстремальных значений, а при Х < О с выхода блока 3 запоми- нания экстремальных значений.

Когда входной сигнал имеет нелинейнЫй колебательный характер, связь прямоугольных импульсов на выходе формирователя и входного сигнала показана на фиг. 2 з.

После введения дополнительных связей, а именно, соединяя вход 60 первого блока запоминания экстремальных значений с выходом нторого блока запоминания. экстремальных значе» ний и вход второго блока запоминания экстремальных значений с выходом первого, функцию сброса,экстремальных значений в формирователе попеременно выполня от первый и второй блоки.запоминания экстремальных значений.

Следовательно, для нормальной работы формирователя необходимо, с одной стороны, чтобы длительность им пульса сброса экстремальных значений не была больше полупериода входного сигнала (—, Т (б) с другой стороны, длительность сброса экстремальных значений определяется параметрами блоков запоминания

ЧС

= tqan= —. (7)

J wax

Приравнивая левые части, получаем

ЯЧ(. (8)

3 vox или

Отсюда следует, что полоса пропускания сигнала формирователя н два раза меньше полосы пропускания блоков запоминания.

Таким образом, на выходе формируется напряжение прямоугольной формы, с амплитудой и скважностью входного сигнала, а полоса пропускания входного сигнала формирователя определяется параметрами блоков запоминания.

Сравнивая,(9) и (5) видим, что по сравнению с базовым объектом

= П й01Яа11 (10) полоса пропускания входного сигнала формирователя в и раэ больше полосы пропускания входного сигнала.

В предлагаемом формирователе .полностью используются динамический диапазон блоков запоминания, поэтому область рабочих частот формирдвателя, по сравнению с областью рабочих частот прототипа, увеличилась в и раэ.

Расширение области рабочих частот формирователя увеличивает сферу применения формирователя,а именно расширяет круг задач по исследованию нелинейных систем и случайных вибпаций, решаемых на аналоговых вычислительных машинах.

Погрешность работы формирователя уменьшилась на величину составлякхцей погрешности работы блока сброса экстремальных значений.

1095374

0)

Pg е) . и+В

У)

В+% е)

Составитель A.Ãîðáà÷åâ

Техред М.Надь КоррекТор Н.Лазарева

Редактор A.Äoëèíè÷

Заказ 3621/41 Тираж Вб2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4