Формирователь квантованного по уровню напряжения ступенчатой формы

 

ФОРМИРОВАТЕЛЬ КВАНТОВАННОГО ПО УРОВНЮ НАПРЯЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ, содержащий сумматор, релейный элемент и,последовательно включенные интегратор и инвертор, подсоединенный выходом к первому входу сумматора ,, второй вход которого являет (Ья входом формирователя отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он содержит дифференциатор, источник постоянного напряжения, два выпрямительных диода и компаратор, первый вход которого подключен к источнику постоянного напряжения,-второй входчерез выпрямительные диоды соответственно к выходам интегратора и инвертора , а выход-ко входу релейного элемента, вход дифференциатора соединен со входом формирователя, а его выход подключен ко входу интегратора , параллельно интегрирующему § конденсатору которого включен замыкающий контакт релейного элемента, выход сумматора является выходом формирователя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (192 О!2

3(512 Ci 06 G 7 26

В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИ6 ::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3590884/18-24 (22) 17.05.83 (46) 30.07.84. Бюл. 9 28 (72) Б.И.Козлин (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 231232, кл.С, 06 G 7/26, 1967.

2. Коган Б.Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования, N., Физматгиз.

1959,-с.388, рис. 214 б(прототип). (54 ) (57 ) ФОРМИРОВАТЕЛЬ КВАНТОВАННОГО

ПО УРОВНЮ НАПРЯЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ

ФОРМЫ, содержащий сумматор, релейный элемент непоследовательно включенные интегратор и инвертор, подсоеди\ ненный выходом к первому входу сумматора, второй вход которого является входом формирователя о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения точности и быстродействия, он содержит дифференциатор, источник постоянного напряжения, два выпрямительных диода и компаратор, первый вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, второй входчерез выпрямительные диоды соответственно к выходам интегратора и инвертора, а выход-ко входу релейного элемента, вход дифференциатора соединен со входом формирователя, а его выход подключен ко входу интег- ратора, параллельно интегрирующему Q конденсатору которого включен замыкающий контакт релейного элемента, выход сумматора является выходом формирователя. С:

1105907

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известно устройство аналогоступенчатого преобразователя напряжения, содержащее первый и второй масштабные усилители, сумматор запоминающее устройство, диодные ограничители, поляризованное реле, разделительные диоды I 13 .

Недостатками этого устройства являются экспоненциальный характер 10 нарастания фронтов ступеней, низкая точность преобразования входного аналогового напряжения в ступенчатое напряжение на выходе, вследствие наличия в устройстве нелинейных 15 элементов с зоной нечувствительности, получение ступеней разной высоты при нелинейно изменяющемся входном напряжении.

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь напряжения ступенчатой формы, содержащий последовательно соединенные сумматор, нелинейный элемент, являющийся моделью линейной характеристики с зоной нечувствительности и гистерезйсом, элемент с зоной нечувствительности и интегратор. Выход интегратора, являющийся выходом формирователя, соединен отрицательной обратной связью со вторым входом суммато- 30 ра-дискриминатора, на первый вход которого поступает непрерывное входное напряжение (2).

Недостатками этого формирователя являются пологий, линейно-нарастающий фронт ступеней, что уменьшает быстродействие формирователя, зависимость высоты ступеней от соотношения скоростей изменения напряжения на входе и выходе и, следовательно, получение ступеней разной высоты при,переменной скорости изменения напряжения на входе.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия формирователя. 45

Поставленная цель достигается тем, что формирователь квантованного по уровню напряжения ступенчатой формы, содержащий сумматор, релейный элемент и последовательно включенные 5О интегратор и инвертор, подсоединенный выходом к первому входу сумматора, второй вход которого является входом формирователя, содержит также дифференциатор, источник постоянного напряжения, два выпрямительных диода и компаратор, первый вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, второй вход через выпрямительные диоды соответственно к выходам интегратора и инвертора, а выход — ко входу релейного элемента, вход дифференциатора соединен со входом формирователя, а его выход подключен ко входу интегратора, параллельно интегрирующему 65 конденсатору которого включен замыкающий контакт релейного элемента, выход сумматора является выходом формирователя.

На фиг. 1 приведена блок-схема формирователя квантованного по уровню напряжения импульсной формы; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Формирователь квантованного по уровню напряжения ступенчатой формы содержит дифференциатор 1, интегратор 2, инвертор 3, выпрямительные диоды 4 и 5, компаратор б, сумматор

7, источник постоянного напряжения, 8, релейный элемент 9, в качестве которого может применяться, например, двухпозиционное поляризованное реле 10 с замыкающим контактом 11.

Интегратор 2 содержит интегрирующий конденсатор 12, усилитель 13 и резистор 14.

Формирователь квантованного по уровню напряжения работает следующим образом.

Входное непрерывное напряжение

Оз„ подлежащее квантованию по уровню, поступает на второй вход сумматора

7 и на вход дифференциатора 1, с выхода которого напряжение U„ (фиг.2б) поступает на вход интегратора 2, а с выхода интегратора напряжение U> (фиг, 2в)при положительной полярности поступает через выпрямительный диод 4, а при отрицательной полярности — через инвертор 3 и выпрямительный диод 5 на второй вход компаратора б. Таким образом, на втором входе компаратора напряжение всегда имеет положительную полярность. На первый вход компаратора поступает отрицательное напряжение - U„ от источника постоянного напряжения. В исходном состоянии ()д (и под действием напряжения на выходе -компаратора 6 поляризованное реле 10 срабатывает и размыкает свой контакт 11, включенный параллельно интегрирующему конденсатору интегратора. По мере увеличения напряжения U на выходе интегратора 2 суммарное йапряжение на входах компаратора U>=U -U уменьшается и при 0 =0 в момен времени и (фиг. 2в )

u,=u„ (1)

Полярность напряжения на выходе компаратора скачком изменяется. При этом контакт 11 поляризованного реле

10 замыкает накоротко цепь обратной связи интегратора 2 и конденсатор

12 разряжается скачком, так как постоянная времени цепи разряда Т=

=9C =0, так как в цепи замкнутого контакта 11 сопротивление R--O.

При этом напряжение () на выходе интегратора скачком и становится равным нулю, на выходе компаратора

1105907

B) U д) Я

/7 beaux

Составитель A.Ìàñëoâ

Техред Т.Дубинчак Корректор В.гиркяк

1 Редактор С.Тимохина (,Заказ 5603/39 Тираж 699 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

=Е—

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 скачком изменяется полярность напряжения на первоначальную, реле 10 замыкает контакт 11 и на выходе интегратора снова появляется нарастаюцее с нуля напряжение и т.д. Таким образом, на выходе интегратора обра- 5 эуются импульсы напряжения с амплитудой U, которые через инвертор 3 (фиг.2г)поступают на первый вход сумматора 7.

IÎ

Иэ фиг. 2 видно, что в моменты времени 1 „ t,..., ; на выходе формирователя формируется квантованное по уровню ступенчатое напряжение.

Ф Ронт стУпеней вертикальный. Напряжение на выходе в начале каждой ступени равно напряжению на входе формирователя. Ступени имеют равную высоту. Для изменения высоты ступени достаточно изменить напряжение на выходе источника постоянного напряжения.

Максимальное число ступеней i. на выходе формирователя определяется

SX ItlClX из соотношения щс » И

Технический эффект от и пользовап ния изобретения достигается повышением точности и быстродействия.