Времяимпульсный квадратичный преобразователь

 

ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНЫЙ КВАДРАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый и второй импульсно-управляемьге делители напряжения, выходы которых; . подключены к входу сглаживающего звена, выход которого является выходом преобразователя, источник опорного напряжения, подключенный к информационному входу первого импуЛьсно-управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого является входом преобразователя, информационный вход второго импульсно-управляемого делителя напряжения подключен к вькоду преобразова:теля, первьй ймпульсно-управляемый делитель напряжения содержит последовательно соединенные ключ и два масштабных резистора-, общий вьгоод которых через сглаживающий конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, а информационный и управлякиций входы ключа являются соответственно информационным и управляющим входами первого импульсно-управляемого делителя . напряжения, второй импульсно-управляемьй делитель напряжения содержит ключ к два масштабных резистора, первые выводы которых объединены и через сглаживающий конденсатор подключены к щине нулевого потенциала, а второй вывод второго масштабного резистора является выходом второго импульсно-управляемого делителя напряжения , управляющий вход которого соединен с управлякяцим входом ключа, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности преобразования , в первый импульсно-управляе- S мьй делитель напряжения введены вто (Л С рой ключ и третий масштабный резистор , первый и второй выводы которого подключены соответственно к общему выводу первого и второго масштабных резй сторов первого импульсио-управляемого делителя напряжения и к пине , нулевого потенциала, свободный вывод второго масштабного резистора подключен к входу ключа, выход которого является выходом первого импульсноуправляемого делителя напряжения, управляющие входы первого и второго ключей объединены, а во второй ймпульсно-управляемый делитель напряжения введен третий масштабный резистор , первый вывод которого подключен к первым вьгаодам первого и второго масштабных резисторов, а второй вывод третьего масштабного резистора через ключ подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод первого масштабного резистора является информационным входом второго импульсно-управляемого делителя напряжений.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(5() G 06 С 7/20 :-.,-,.:,) -.:,-,(.3 Ъ р 4 р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪЙ (21) 3660851/24-24 (22) 09.11.83 (46) 23.02.85. Бюп. Ф 7 (72) А.И.Исакеев, И.В.Герасимов,.

А.Н.Евстигнеев, Е.В.Филиппов и А.В.Хлуденев (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт холодильной промьппленности и

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (53) 681.335 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Ф 286358, кл. G 06 G 7/20, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

Ф 296119, кл. G 06 G 7/22, 1971 (прототип) .

54) (57) ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНИЙ КВАДРАТИЧHbN ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий пер- вый и второй импульсно-управляемые делители напряжения, выходы которых . подключены к входу сглаживающего звена, выход которого является выходом преобразователя, источник опорного напряжения, подключенный к информационному входу первого импульсно-управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого является входом преобразователя, информаци-

l онный вход второго импульсно-управляемого делителя напряжения подкпючен к выходу преобразователя, первый имйульсно-управляемый делитель напряжения содержит последовательно соединенные ключ и два масштабных резистора; общий вывод которых через сглаживающий конденсатор соединен с шиной, нулевого потенциала, а информационный и управляющий входи ключа являются соответственно информационным и управляющим входами пер

soro импульсно-управляемого делителя . напряжения, второй импульсно-управляемый делитель напряжения содержит ключ и два масштабных резистора, первые выводы которых объединены и через сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала, а второй вывод второго масштабного резистора является выходом второго импульсно-управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с управляющим входом ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в первый импульсно-управляе- о мый делитель напряжения введены второй ключ и третий масштабный резистор, первый и второй выводы которого подключены соответственно к общему выводу первого и второго масштабных резйсторов первого импульсно-управляемого делителя напряжения и к шине, нулевого потенциала, свободный вывод второго масштабного резистора подключен к входу ключа, выход которого является выходом первого импульсноуправляемого делителя напряжения, управляющие входы первого и второго ключей объединены, а во второй им1 пульс но-управляемый делитель напря жения введен третий масштабный резистор, первый вывод которого подключен к первым выводам первого и второго масштабных резисторов, а второй вывод третьего масштабного резистора через ключ подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод первого масштабного резистора является информационным входом второго импульсно-управляемого делителя напряжений.

Ф 1141426

Изобретение относится к аналоговой вычислительной .технике и может найти также .применение в информационно-измерительной технике.

Зависимость выходного напряжения

Ч предлагаемого устройства от отно2 сительной длительности входного HIHMсигнала О и сигнала постоянного то. ка Ч имеет вид

f0 (1)

P 2

Чо

7 где 9 = Г, r — длительность прямоугольных импульсов, повторяющихся ! с периодом Т; 15

Чо — опорное напряжение постоянного тока.

Известно устройство, содержащее операционный усилитель со сглаживающей цепью обратной связи, во вход- 20 ной цепи которого имеется два последовательно соединенных импульсноуправляемых резистора, общая точка которых через сглаживающий конденсатор подключена к шине нулевого потен-25 циала, и масштабный резистор, через который источник опорного напряжения отрицательной полярности подключен к входу операционного усилителя, реализован наряду с оператором квад- З0 ратнчного преобразования относительной длительности ИИМ-сигнала оператор усреднения Ц .

Однако устройство обладает низкой точностью преобразования входного широтно-импульсного сигнала по тригoíîìåòðè÷åñêoé зависимости, вследствие значительной методической погрешности при использовании в качестве приближения полинома второго порядка. ъ

Наиболее близким по технической, сущности,к предлагаемому изобретению является время-импульсный квадратичный преобразователь, содержащий первый и второй импульсно-управляемые делители напряжения, выходы которых подключены к входу сглаживающего звена, выход которого является выхо1 домпреобразователя,источник опорного напряжения, подключенный к информационному входу первого импульсноуправляемого делителя напряжения, управляющий вход которого является входом преобразователя, информацион- 55 ный вход второго импульсно.-управляемого делителя напряжения подключен к выходу преобразователя, первый им2 пульсно-управляемый делитель напряжения содержит последовательно соединенные ключ и два масштабных резистора, общий вывод которых через сглаживающий конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, а информационный и управляющий входы ключа являются соответственно информационным и управляющим взводами первого импульсно-управляемого делителя напряжения, второй импульсно-управляемый делитель напряжения содержит ключ и два масштабных резистора, первые выводы которых объединены и через сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала, а второй вывод второго масштабного резистора является выходом импульсно-управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с управляющим входом ключа (21 .

Недостатком преобразователя является невысокая точность воспроизведения квадратичной зависимости выходного напряжения от относительной длительности входного широтно-модулированного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что во время-импульсный квадратичный преобразователь, содержащий первый и второй импульсно-управляемые делители напряжения, выходы которых подключены ко входу сглаживающего звена, выход которого является выходом преобразователя, источник опорного напряжения, подключенный к информационному входу первого импульсно-.управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого является входом преобразователя, информапионный вход второго импульсно-управляемого делителя напряжения подключен к выходу преобразователя, первый импульсно-управляемый делитель напряжения содержит последовательно соединенные ключ и два масштабных резистора, общий вывод которых через сглаживающий конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала„ а информациснный и управляющий входы ключа являются соответственно информационным и управляющими входами импульсно-управляемого делителя напряжения, второй импульсноуправляемый делитель напряжения содержит ключ и два масштабных резистора, первые выводы которых объеди1141426 4 роны первого 2 и второго импульсно- управляемых делителей напряжения на вход сглаживающего звена 1. Широтно-модулированный сигнал с относительной длительностью 8 управляет средними значениями проводимостей импульсно-управляемых делителей на- пряжения. Сглаживающие конденсаторы 9 и 14 обеспечивают развязку по

10 переменному току соответствующих импульсно-управляемых делителей напряжения. С учетом линейного закона управления средними значениями проводимостей импульсно-управляемых делителей напряжения и в предположении потенциального заземления входа сглаживающего звена 1 имеем иены и через сглаживающий конденса-. тор подключены к шине нулевого потенциала, а второй вывод масштабного резистора является выходом второго импульсно-управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с управляющим входом ключа в первый импульсно-управляемый делитель напряжения введены второй ключ и третий масштабный резистор, первый и второй выводы которого подключены соответственно к общему выводу первого и второго масштабных резисторов первого импульсно-управI ляемого делителя напряжения и к „дине нулевого потенциала, свободный вывод второго масштабного резистора подключен к входу ключа, выход которого является выходом первого им-. пульсно-управляемого делителя напря- 20 жения, управляющие входы первого и второго ключей объединены, а во второй импульсно-управляемый делитель напряжения введен третий масштабный резистор, первый вывод которого под- 25 ключен к первым выводам первого и второго масштабных резисторов, а второй вывод третьего масштабного резистора через ключ подключен к шине нулевого потенциала,.второй вывод З0 первого масштабного резистора является информационным входом второго . импульсно-управляемого делителя напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Время-импульсный квадратичный преобразователь содержит сглаживающее звено 1, два 2 и 3 импульсноуправляемых делителя напряжения, три 40

4-6 масштабных резистора, два ключа

7 и 8 и сглаживающий конденсатор 9 первого импульсно-управляемого делителя напряжения, три 10-12 масштабных резистораp ключ 13 и сглаживаю 45 щнй конденсатор 14 второго импульсноуправляемого делителя напряжения, источник 15 опорного напряжения.

Преобразователь работает следующим образом.

Условием динамического равновесия схемы является G,g2

I=V

В

1+26 (3) 0,5, Г, I. =.-V

1+ 28 (4) здесь I< I< соответственно средние значения токов, поступающих со стоЭто выражение справедливо при

С4 G = G = С, где G4 G g u 66—, значейия йроводимостей масштабных резисторов 4-6 первого импульсноуправляемого делителя 2 напряжения.

Среднее значение тока I составит величину

Это выражение справедливо при Г»=

0ц С2 и G<2 4G> где С, G<4

12

G; — соответственно значения провоИ димостей масштабных резисторов 1012 импульсно-управляемого делителя

3 напряжения.

Принимая во внимание условие динамического равновесия схемы (2) и полагая G = О, 5 С2,получим что соответствует (1).

Достоинством предлагаемого устройства в сравнении с известным являет" ся более высокая точность квадратич-, ного преобразования относительной, длительности входного широтно-моду.лированного сигнала в выходное напряжение постоянного тока.

1141426

Составитель Н.Фирсов

Редактор А.Шандор .. Техред Л. Мйкеш

Корректор И.Муска

Филиал ППП. "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 и

° В»

Заказ 497/37 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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