Развертывающий преобразователь

 

Изобретение относится к усилительньл 1 устройствам и может быть йс пользовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения яв ляется повьшение быстродействия. Развертывающий преобразователь содержит первый и второй сумматоры, интегратор , подключенный к входам первого и второго релейных элементов, амплитудный модулятор, соединенные последовательно элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ и фильтр низких частот, а также соединенные последовательно демодулятор и пропорционально-дифференцирующий элемент. Эффект повышения быстродействия достигается за счет 5 еньюения постоянной времени фильтра низких частот, причем это уменьшение обусловлено взаимной компенсацией противофазных пульсаций с выходов пропорционально-дифференцирующего элемента и фильтра во втором сумматоре. 3 ил. I (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (19) (11) (51) 4 G 06 G 7/12 (21) 3782142/24-24 (22) 16.08.84 (46) 15.02.86. Бюл. У 6 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) 1.È. Цытович, Л.А. Лазуко и О..В. Одинцова (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 542197, кл. G 06 G 7/12, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 664289, кл. Н 03 К 7/08, 1976. (54) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к усилительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных метинах. Целью изобретения является повыщение быстродействия. Развертывающий преобразователь содержит первый и второй сумматоры, интегратор, подключенный к входам первого и второго релейных элементов, амплитудный модулятор, соединенные последовательно элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ и фильтр низких частот, а также соединенные последовательно демодулятор и пропорционально-дифференцирующий элемент. Эффект повыления быстродействия достигается за счет уменьшения постоянной времени фильтра низких частот, причем это уменьшение обусловлено взаимной компенсацией противофазных пульса- Я ций с выходов пропорционально-дифференцирующего элемента и фильтра во втором сумматоре. 3 ил.

С::

1211762 %

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг, 1 изображена функциональная схема развертывающего преобразователя; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы сигналов.

На фиг. 1 обозначены первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор 3, первый и второй релейные элементы 4 и 5, амплитудный модулятор 6, элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7, фильтр низких частот 8, демодулятор 9, пропорционально-дифференцирующий элемент 10, вход 11, выход 12.

На фиг. 2 и 3 введены следующие обозначения:

Х (t) — сигнал на входе 11;

У (1) — выходное напряжение ин3 тегратора 3;

У4 (т) — выходной сигнал первого релейного элемента 4;

У (t) — выходной сигнал второго релейного элемента 5;

У (1) — сигнал на выходе амплит диого модулятора 6;

Y (t) - выходные импульсы элет мента РАВНОЗНАЧНОСТЬ ?;

У (1) — напряжение на выходе

8 фильтра низких частот 8;

У (t) — выходной сигнал демо9 дулятора 9;

Y (t) — выходной сигнал прою порционально-дифференцирующего элемента 10;

t i, tz, t, t< — интервалы преобразования.

Развертывающий преобразователь работает следующим образом.

Первый и второй сумматоры 1 и 2 имеют коэффициент передачи, рав.ный

Первый релейный элемент 4 выполнен с неинвертирующей петлей гистерезиса и порогами переключения

«+В. Выходной сигнал меняется дискретно в пределах + А.

Второй релейный элемент 5 имеет нулевой уровень порогов включения, неинвертирующую характеристику, а его выходной сигнал также может дискретно меняться в диапазоне «+ А.

Элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 форми-. рует на выходе импульсный сигнал, 10

55 знак которого соответствует знаку произведения его входных воздействий.

Амплитудный модулятор 6 формирует импульсный сигнал, амплитуда которого определяется уровнем сигнала на входе 11, т.е. íà его сигнальном входе, а длительность соответствует длительности импульсов на входе второго релейного элемента 5.

Каскад, образованный первым сумматором 1, интегратором 3 и первым релейным элементом 4 представляет автоколебательное звено с частотноширотно-импульсной модуляцией.

При отсутствии сигнала на выходе амплитудного модулятора 6 выходной сигнал интегратора 3 имеет форму симметричной "пилы", амплитуда которой нормируется величиной порогов переключения первого релейного элемента 4. При этом выходные сигналы первого и второго релейных элементов 4 и 5 сдвинуты друг относительно друга на 90 эл. град.

В этом случае на выходе элемена РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 формируется сигал типа "меандр" со средним нулевым значением, частота которого в два раза превьппает частоту импульсов на выходе первого релейного элемента 4.

Сигнал на выходе амплитудного

1 модулятора 6 (фиг. 2 б) имеет частоту выходных импульсов второго релейного элемента 5 и амплитуду, пропорциональную уровню сигнала на входе 11 (фиг. 2 а, б).

При наличии сигнала на входе 11 на вход первого сумматора 1 с вью" хода амплитудного модулятора 6 подается сигнал типа "меандр" со средним нулевым значением (фиг. 2 б).

Это приводит к изменению производной развертки на выходе интегратора 3 (фиг. 2 a). В интервалах времени 11,t> скорость изменения выходного сигнала интегратора 3 определяется суммой сигналов на входах первого сумматора 1, а в интервалах времени t, С4 — зависит от разности этих сигналов. В результате момент времени перехода разверткой

У (t) нулевого уровня смещается в сторону переднего фронта импульсов на выходе первого релейного элемента 4, и фазовый сдвиг между сигнала"

1211762 ми на выходах первого и второго элементов 4 и 5 увеличивается (фиг. 2 а, б 1. Это вызывает изменение скважности импульсов на выходе элемента

РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7, постоянная составляющая которых за полупериод автоколебаний достигает уровня, пропорционального величине сигнала на входе 11 (фиг. 2 в).

Фильтр низких частот 8 является апериодическим.фильтром первого порядка и предназначен для выделения постоянной составляющей выходного сигнала элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 (фиг. 2 в} .

С помощью демодулятора 9 происхо.дит выпрямление выходного сигнала чнтегратора 3 (фиг. 2 а, г).

Пропорционально-дифференцирующий элемент 10 осуществляет подавление постоянной составляющей выходного сигнала демодулятора 9 (фиг.2 r)

При этом на выходе пропорциональнодифференцирующего элемента 10 фор— мируется сигнал со средним нулевым значением, форма которого фиг.2 е} с достаточной степенью точности повторяет форму пульсаций выходного сигнала фильтра низких частот 8 (фиг. 2 в) .

С помощью второго сумматора 2 происходит сложение выходных сигналов пропорционально-дифференцирующего элемента 10 и фильтра низких частот 8. Учитывая, что пульсации в этих выходных сигналах находятся в противофазе, во втором сумматоре 2 осуществляется их взаимная компенсация (фиг. 2 д}, в результате которой снижается уровень пульсаций сигнала на выходе 12, причем без

1 увеличения постоянной времени фильтра низких частот 8.

При изменении знака сигнала на входе ll (фиг. 3 а) выходные им". пульсы амплитудного модулятора 6 оказываются сдвинутыми относительно выходного сигнала второго релейного блока 5 на 180 эл. град. (фиг. 3 б), что влечет за собой изменение знака .сигнала на выходе 12 (фиге Зр в Г д), С ростом амплитуды сигнала на входе 11 фазовый сдвиг между выходными сигналами первого и второго релейных элементов 4 и 5 уменьшается (фиг, 3 а, б), а постоянная составляющая выходных импульсов элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 увеличивается.

По сравнению с устройством-про10 тотипом предлагаемый развертывающий преобразователь характеризуется более высоким быстродействием за счет возможности уменьшения постоянной времени фильтра низких частот 8.

Формул а изобретения

Развертывающий преобразователь, 20 содержащий соединенные последовательно интегратор и первый релейный элемент, выход которого подключен к первому входу элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, к второму входу которого

25 подключен выход второго релейного элемента, вход которого соединен с выходом интегратора, амплитудный модулятор, пропорционально-дифференцирующий элемент, о.т л и ч а ю—

З0 шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены демодулятор, фильтр низких частот, первый и второй сумматоры, причем сигнальный вход амплитудного модулятора является входом развертывающего преобразователя, выход амплитудного модулятора соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого релейного элемента, выход первого сумматора соединен с входом интегратора, выход которого подключен к входу демодулятора, вь " ход которого через пропорциональ45 но-дифференцирующий элемент соединен с первым входом второго сумматора, выход второго релейного элемента. подключен к управляющему входу амплитудного модулятора, выход 50 элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ через фильтр низких частот подключен к второму входу второго сумматора, выход которого является выходом развертьгвающего преобразователя.

1211762

1211762

Составитель О. Отраднов

Редактор Т. Парфенова Техред О.Ващишина Корректор С. Шекмар

Заказ 643/55 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4