Времяимпульсное множительно-делительное устройство

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в устройствах автоматического регулирования и управления, в информационно-измерительных системах и устройствах, где распространено представление информации в виде напряжения постоянного тока и широткомодулированных сигналов. Целью изобретения является повышение точности, что достигается введением второго и третьего сглаживающих конденсаторов и третьего масштабного резистора. Устройство обеспечивает высокую точность нелинейного преобразования результата множительно-делительной операции по закону квадратного гиперболического синуса. Это позволяет использовать его как функциональный (/} преобразователь, в котором совмещены операции множительно-делительная и функхщонального преобразования разнородных по форме представления сигналов. 1 ил.

союз. советских социдлистичкких щаъьлик (51)4 С 06 G 7 161 госудАрстаянный комитент ссср по дклАм изоьрктякий и открытий

1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / (21) 3844841/24-24 (22) 17.01.85

{46) 15.10.86. Бюл. 9 38 (7I) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов и Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) И.В. Герасимов, О.В. Гришков, В.M. Машенков, Ю.И. Ро и Е.П.Угрюмов (53) 681 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 260290, кл. G 06 С 7/16, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 1032459, кл. G 06 G 7/161, 1982. (54) ВРЕМЯИМПУЛЬСНОЕ МНО)НИТЕЛЬНО-ДЕ. ЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в устройствах автоматичес„„SU„„ 1 254299 A 1 кого регулирования и управления, в информационно-измерительных системах и устройствах, где распространено представление информации в виде напряжения постоянного тока и широтномодулированных сигналов. Целью изобретения является повышение точности, что достигается введением второго и третьего сглаживающих конденсаторов и третьего масштабного резистора.

Устройство обеспечивает высокую точность нелинейного преобразования результата множительно-делительной операции по закону квадратного гиперболического синуса. Это позволяет исЯ пользовать его как функциональный преобразователь, в котором совмещены операции множительно-делительная и функционального преобразования разнородных по форме представления сигналов. 1 ил.

1264209

На входы 13 и 14 устройства поступают второй Е, и третий Е сигналы-аргументы в виде напряжений постоянного тока противоположной полярности; на вход 12 — первый сигналаргумент в виде относительной длительности @, периодически повторяющихся прямоугольных импульсов. В каждом из периодов T работы ключ 16 каждого из импульсно-управляемых резисторов 3, 4 и 5 замкнут в течение времени 1 и разомкнут в течение времени Х вЂ” i (8= /Х). Поэтому проводИмость импульсно-управляемого резистора в среднем за период T пропорциональна относительной длительности управляющего ШИМ-сигнала. Развязка по переменному току импульсно-управ- 45 ляемых резисторов 3, 4 и 5, масштабных резисторов 6, 7 и 8, обуславливающая возможность их взаимодействия только по постоянным (средним) значениям токов и напряжений, обеспечивается сглаживающими конденсаторами

9, 10 и 11.

Для установившегося режима должен соблюдаться баланс средних значений токов прямой цепи и цепи обратной 55 связи

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в устройствах автоматического регулирования и управления, в инфор- мационно-измерительных системах 5 и устройствах, где распространено представление информации в виде напряжения постоянного тока и широтномодулированных сигналов (ШИМ-сигналов).

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже представлена функциональная схема времяимпульсного множительно-делительного. устройства.

Времяимпульсное множительно-делительное устройство содержит дифференциальный операционный усилитель 1, широтно-импульсный модулятор 2, три импульсно-управляемых ре- 20 зистора 3, .4 и 5, три масштабных резистора 6, 7 и 8, три сглаживающих . конденсатора 9, 10 и 11, входы 12, 13 и 14 задания аргументов, токозадающий резистор 15 и ключ 16. 25

Устройство работает следующим образом. где I — среднее значение тока, пос-

1 тупающего на инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя 1 по цепи отрицательной обратной связи с входа 13 задания . второго Е сигнала-аргу-

1 мента в виде напряжения постоянного тока;

I — среднее значение тока, пос2 тупающего на инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя .1 по прямой цепи с выхода задания третьего Е сигналааргумента в виде напряжения постоянного тока.

Прямая цепь образована импульсноуправляемым резистором 3, среднее значение проводимости которого пропорционально относительной длительности О входного широтно-импульсно,го сигнала первого аргумента

Ио Сз о = о о ю (2) где G — проводимость импульсно-упз равляемого резистора 3.

Согласно (2) среднее значение тока, поступающего на инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя 1 по прямой цепи, равно (3)

Цепь обратной связи образована двухполюсным элементом с управляемой по нелинейному закону проводимостью, который имеет мостовую структуру.

Первым зажимом диагональ питания моста подключена к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя 1, вторым зажимом— к входу 13 задания второго сигнала аргумента постоянного тока E . В из1 мерительную диагональ моста включен второй масштабный резистор 7.

Воспользовавшись правилами эквивалентного преобразования входной функции электрической цепи, состоящей из масштабных резисторов 6, 7 и 8 и импульсно-управляемых резисторов 4 и 5, получим следующее выражение для среднего значения ее проводимости: (@) 6 Я 9

1264209 (4) 3 (сс в+с с,)(с с,а+сс ) сс,(с, в -.с,)+с (G,+ñ,e)

4 разнородных по форме представления сигналов.

rpe с=с +с +с в

Ъ проводимости масштабных резисторов 6, 7 и 8; проводимости импульсно-управляемых резисторов

4 и 5.!

1 =Г с(О), (5) где С(О) определяется выражением (4) .

Из выражения (1) с учетом выражений

20 (3) и (5) следует (6) Если относительные значения прово- 25 димостей С„, С, С, G, и С (нормирование выполняется по отношению к проводимости G,) выбрать равными

С =1,18; G,=0,0043; С8 0,252 зо

5 =14, 4; G =1, 60, (здесь N — признак нормирования), то получающаяся из выражения (4) дробно-рациональная функция в виде

35 отношения полиномов от переменной& второго порядка К (О) обеспечивает приближение к функции arsh Я с погрешностью, не превышающей 0,6X., при О< 9<1, т.е.

Принимая во внимание выражение (6), из выражения (7) непосредственно следует, что

8 sh(— @ )

Е, (8) Устройство обеспечивает высокую точность нелинейного преобразования результата множительно-делительной операции по закону квадрата гиперболического синуса. Это позволяет использовать его как функциональный преобразователь, в котором совмещены операции множительно-делительная ,и функционального преобразования

Тогда среднее значение тока, поступающего на вход операционного усилителя по цепи обратной связи, равно

Формула изобретения

Времяимпульсное множительно-делительное устройство, содержащее дифференциальный операционный усилитель, подключенный выходом к входу широтно-импульсного модулятора, выход которого является выходом устройства, три импульсно-управляемых резистора, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные ключ и токозадающий резистор, управляющий вход первого импульсноуправляемого резистора соединен с входом задания первого сигнала-аргумента устройства, а первый вывод соединен с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя и с первым выводом второго импульсно-управляемого резистора, вход задания второго сигнала-аргумента устройства подключен к первому свободному выводу последовательно соединенных первого и второго масштабных резисторов и первому выводу третьего импульсно-управляемого резистора, первый сглаживающий конденсатор, включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференциального операционного усилителя, управляющие входы второго и третьего импульсно-управляемых резисторов подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй и третий сглаживающие конденсаторы и третий масштабный резистор, первый вывод которого подключен к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, а второй вывод подключен к второму выводу третьего импульсно-управляемого резистора и второму свободному выводу последовательно соединенных первого и второго масштабных резисторов, общий вывод которых подключен к второму выводу второго импульсно-управляемого резистора и через второй сглаживающий конденсатор — к шине нулевого потенциала, третий сглаживающий конденсатор включен между общим выводом второго и третьего масштабных резисторов и шиной нулевого потенциала, второй вывод первого импульсно1264209

:Составитель Н. Зайцев ъ

Техред Л.Сердюкова КорректоР И. Самборская

Редактор И. Циткина

Заказ 5565/51 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 управляемого резистора соединен с входом задания третьего сигнала ар. гумента устройства,- неинвертируюший вход дифференциального операционного усилителя подключен к шине нуле,вого потенциала.