Устройство для вычисления функции @ = @

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ШТвГ . ФУНКЦИИ Э содержащее четыре 1 г импульсно-управляемых резистора, каждый из которых содержит последовательно соединенные масштабный резистор и ключ, первые выводы первого и второго импульсно-управляемых резисторов объединены и через источник опорного напряжения подключены к шине нулевого потенциала, второй вывод первого и первый вывод третьего импульсно-управляемых резисторов объединены и через первыйсглаживающий конденсатор подключены к нулевого потенциала, первые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственво к инвертирующему и неинвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, прямой выход которого является выходом устройства, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через второй сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, вторые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов объединены и подключены к шине нулевого потенциала, управляющие входы первого и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к первому и второму информационным входам устройства, о т л ичающее ся тем, что, с целью повьшения точности, в него введены два повторителя напряжения, пятый импульсно-управляемый резистор, третий сглажившощий конденсатор и ключ, управляющий вход которого подключен к инверсному выходу широтно-импульс (Л ного модулятора, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через последовательно соединенные первый повторитель напряжения, пятый, импульсно-управляемый резистор, второй повторитель напряжения и ключ подкТлочен к общему выводу ключа и масштабного резистора второго импульсноуправляемого .резистора, общий вывод пятогр импульсно-управляемого : резистора и второго повторителя напр .яжения соединен - с первым выводом четвертого импульсно-управляемого резистора и через третий сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала прямой выход широтно-импульсного модулятора подключен к управляющим входам первого и пятого импульсно-управляемых резисторов, управляющий вход третьего импульсно-управляемого резистора подключен к третьему информационному входу устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

ВЕСПУБЛИН (1 9) (11) (51), Ф 06 С 7 12 7/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3684058/24-24 (22) 02. 01. 84 (46) 15.07. 85. Бюл. № 26 (72) И. В. Герасимов, А.А. Биушкин, Т.А.Арбузова и А.В. Хлуденев (53) 681.335(088.8) (56) 1. Карпов P.Ã. и Карпов Н.P.

Преобразование и математическая обработка широтно-импульсных сигналов М., "Машиностроение", 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 760119, кл. С 06 G 7,/12, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

6, 9)

ФУНКЦИИ 9 = ††вЂ, содержащее четыре

62 импульсно-управляемых резистора, каждый из которых содержит последовательно соединенные масштабный резистор и ключ, первые выводы первого и второго импульсно-управляемых резисторов объединены и через источник опорного напряжения подключены к шине нулевого потенциала, второй вывод первого и первый вывод третьего импульсно-управляемых резисторов объединены и че ре з первый- сглажив ающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала, первые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, прямой выход которого является выходом устройства, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через второй сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, вторые выводы третьего и четвертого импуль сно — управляемых ре з ис торов объединены и подключены к шине нулевого потенциала, управляющие входы первого и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к первому и второму информационным входам устройства, о т л ич ающе е ся тем, что, сцелью повьппения точности, в него введены два повторителя напряжения, пятый импульсно-управляемый резистор, третЫ1 сглаживающий конденсатор и ключ, управляющий вход которого подключен 3 к инверсному выходу широтно-импульсного модулятора, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через последовательно соединенные первый повторитель напряжения, пять)й. импульсно-управляемый резистор, второй повторитель напряжения и ключ под ключен к общему выводу ключа и масштабного резистора второго импульсноуправляемого . резистора, общий вывод пятого импульсно-управляемого резистора и второго повторителя напI ряжения соединен с первым ! выводом че тверто го импульсно-управляемого резистора и через третий сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, прямой выход широтно-импульсного модулятора подключен к упрайляющмм входам первого и пятого импульсно-управляемых резисторов, управляющий вход третьего импульсно-управляемого резистора подключен к третьему информационному входу устройства.

1167 621

Изобретение относится к аналого— вой вычислительной технике.

Вычислительное устройство позволяет вырабатывать широтно-импульсный сигнал с относительной длительностью г

ГДЕ 81, 8 г И 6 х — О тНО СИтЕЛЬНЫЕ ДЛИтельности входных, широ тн о- импуль сных сигналов;

k — коэффициент про порциональнос.

Известно вычислительное устройство

15 для широтно-импульсных сигналов, содержащее формирующий и разделительные узлы импульсов, разрядное устройство, инте грирующий усилитель, триггер, генератор пилообразного напряжения, эмиттерный повторитель, ° ключевые элементы, запоминающий конденсатор, компаратор и электромагнитные линии задержки (1) .

Недостатками известного устройст25 ва являются сложность, ограниченный класс реализуемых зависимостей и невысокая точность работы.

Наиболее близким к предлагаемому

30 является вычислительное устройство для вычисления функции Oi 95 вых " д

9г содержащее четыре импульсно-управ- З5 ляемых резистора, каждый из которых содержит последовательно соединенные масштабных резистор и ключ, первые выводы первого и второго импульсноуправляемых резисторов через источник40 опорного напряжения подключены к шине. нулевого потенциала, второй вывод первого и первый вывод третьего импульсно-управляемых резисторов объединены и через первый сглаживаю- 45 щий конденсатор подключены к шине ,нулевого потенциала, первые выводы третьего и четвертого импульсноуправляемых резисторов подключены соответственно к инвертирующему и 50 неинвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, прямой выход которого является выходом устройства, второй 55 вывод второго импульсно-управляемого резистора через второй сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевоro потенциала, вторые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов объедйнены и подключены к шине нулевого потенциала, управляющие входы первого и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к первому и второму информационным входам устрой ства (2) .

Недостаками этого устройства является невысокая точность воспроизведения зависимости, 9,8, 9 г а также сложность технической реали» зации. !

Цель из обре тен ия — повышение точности

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления функ— ции g - содержащее четыре выл г импуль сно-управляемых резистора, каждый из которых содержит последовательно соединенные масштабный резистор и ключ, первые выводы первого и второго импульсно-управляемых резисторов объединены и через источник опорного напряжения. подключены к шине нулевого потенциала, второй вывод первого и первый вывод третьего импульсно-управляемых резисторов объединены и через первый сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала, первые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, прямой выход которого является выходом устройства, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через второй сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, вторые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов объединены и подключены к шине нулевого потенциала, управляющие входы первого и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к первому и второму информационным входам устройства, введены два повторителя напряжения, пятый импульсно-управляемый резистор, третий сглаживающий

1конденсатор и ключ, управляющий

116762 вход которого подключен к инверсному выходу широтно-импульсного модулятора, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через последовательно соединенные первый повторитель напряжения, пятый импульсно-управляемый резистор, второй повторитель напряжения и ключ подключен к общему выводу ключа и мас— штабного резистора второго импульсно- 10 управляемого резистора, общий вывод пятого импульсно-управляемого резистора и второго повторителя напряжения соединен с первым выводом четвертого импульсно-управляемого 15 резистора и через третий сглаживающий конденсатор подключен к шине ну левого потенциала, прямой выход широтно-импульсного модулятора подключен к управляющим входам первого 20 и пятого импульсно — управляемых резисторов, управляющий вход третьего импульсно-управляемого резистора подключен к третьему информационному входу устройства. 25

На чертеже изображена блок — схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 четвертый 4 и пятый 5 импульсно-управляемые резис- 30 торы, источник 6 опорного напряжения, дифференциальный усилитель 7, три сглаживающих конденсатора 8, 9 и 10, два повторителя 11 и 12 ключ 13, широ тно — имп уль сный модуля то р 1 4.

Устройство работает следующим образом.

На управляющие входы импульсноуправляемых резисторов 1,3 и. 4 поступают входные широтно-импульсные 40 сигналы соответственно с относительнымИ длительностями 8,, 8 и @ .

Выходной широтно-импульсный сигнал с относительной длительностью 8 в д управляет проводимостями резисторов 2 45 и 5, а с относительной длительностью

6вц„=1 — 6 вв,„управляет ключом 13.

Средние значения проводимостей импульсно-управляемых резисторов про т. порциональны относительным длитель- 50 ностям широтно-импульсных сигналов.

При этом изменение длительностей 8, и 8г входных широтно-импульсных сигналов приводит к пропорциональному изменению средних значений проводи- 55 мостей первого и четвертого плеч моста, что вызывает изменение среднего значения за период повторения

1 4 широтно-импульсных сигналов напряжения на первом входе дифференциального усилителя 7 в соответствии с выражением

61

U =Е---- —, (2)

6118г где E — напряжение источника 6 °

Напряжение на втором входе Пг дифференциального усилителя 7 найдем из следующих соображений. Это напряжение удовлетворяет уравнению (U> — U>)8 „„=U 85, (3) при условии, что имеет место установившийся режим работы устройства, когда среднее значение тока через третий сглаживающий конденсатор 10 равно нулю, а входное сопротивление повторителя t 2 бесконечно велико.

Здесь U — среднее значение напря5 жения на втором сглаживающем конденсаторе 9, кроме того, предполагаются равными проводимости резисторов импульсно — управляемых резисторов 4 и 5.

Среднее значение напряжения на в то ром сглажив ающем конден сато ре 9

U> можно найти из условия равенства приращений заряда на нем в течение промежутка времени ы„, когда конденсатор заряжается, и в течение промежутка времени Т, когда второй сглаживающий конденсатор 9 разряжается

5) ьь!х (5 г) (Вы„) где G — проводимость резистора импульсно-управляемого ре з истора 2;

Т вЂ” период повторения широтноимпульсных сигналов.

Из выражения (4) непосредственно следуе т, что

Н =Нг+ 8вык (Å Нг) ° (5)

Из выражения (3) с учетом выражен ия (5 ) след уе т, что ,г

U =E- — —-- Iii iii (6)

8вык + з

Из условия баланса моста в установившемся режиме г с учетом выражений (2) и (6) нетрудно найти зависимость:

9, В1

6 х= В.

Z соответствующую исходному выражению (1) .

Таким образом, в устройстве реализуется заданная операция

81 6з живых=" г

1167621 б

Более высокая точность воспроиз- водит к возрастанию инструментальной ведения заданной зависимости по погрешности. сравнению с устройством - прототиВ предлагаемом устройстве инструстве-прототипе трет импульснотипе третий импульсно- ментальная погрешность меньше соотв емый резистор изменение про- ветствующей погрешности известного. водимости которого происходит по сту- УстРоиства, так как циФРо-УпРавлЯепенчатому закону, содержит цифро- мый резистор заменен импульсно-управуправляемы резистор, ляемым резистором, содержащим много погрешности пр . ешности проводимости цифро" меньше ключевых элементов и масштабуправляемого ре л емого резистора достигается ° ных резисторов. За счет снижения повышейием числа егo разрядных про- 1 числа элементов также повышается наводимостей, что, в свою очередь, при- дежность работы устройства .

Составитель Н. Фирсов

Редактор Л. Алексеенко Техред А. Бабинец: Корректор Г. Решетник

Заказ 4438/48 Тираж 710 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