Развертывающий преобразователь
Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения .является повьшение надежности работы и помехозащищенности. Развертывающий преобразователь содержит сумматоры 1, 2, 3, группу из нечетного числа релейных элементов, группу дополнительных интеграторов, основной интегратор 4. В преобразователе развертка на выходе третьего сумматора 2 формируется в результате сложения более медленных линейно нарастающих (спадающих) сигналов. Поэтому требуемая частота автоколебаний может быть достигнута без снижения постоянной времени интеграторов 4, 5(-5к, а путем увеличения их числа, 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (59 4 С 06 С 7/12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЙЙ (21) 3945653/24-24 (22) 22.05.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И.Цытович (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 698004, кл. G 06 С 7/12, 1978.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1183988, кл. G 06 G 7/12, 1984. (54) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычис,.SUÄÄ 1283801 А 1 лительных машинах. Целью изобретения является повьппение надежности работы и помехозащищенности. Развертывающий преобразователь содержит сумматбры 1, 2, 3, группу 6 -6 иэ нечетного числа релейных элементов, группу 51-5„ дополнительных интеграторов, основной интегратор 4. В преобразователе развертка на выходе третьего сумматора
2 формируется в результате сложения более медленных линейно нарастающих (спадающих) сигналов. Поэтому требуемая частота автоколебаний может быть достигнута беэ снижения постоянной времени интеграторов 4, 5 -5„, а путем увеличения их числа. 5 ил.
01 2
1 12838
Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.
Цель изобретения — повышение надежности работы и помехозащищенности.
На фиг.1 представлена функциональная схема развертывающего преобразователя; на фиг.2-5 — временные диаг- 1Ð раммы сигналов.
На фиг.1 обозначены первый сумматор 1, третий сумматор 2, второй сумматор 3, основной интегратор 4, группа дополнительных интеграторов 5<, 5g,..., 5„, группа релейных элементов 6, б, ...,. 6„, вход 7 и выход 8.
На фиг.2-5 Обозначены x(t) — сигнал на входе 7; 7 „(t), Y„ (1) .
y„ (C) — выходные сигналы основного ZO интегратора 4 и дополнительных интеграторов 5g„ 5, Ур, (й), Yzq (t), Y>>(t) — выходные сигналы релейных элементов 6,, 6, бд, Уы„„ (t) — сигнал на выходе 8.
Релейные элементы 6,, ..., 6„ имеют неинвертирующую петлю гистерезиса и симметричные относительно нулевого уровня пороги переключения — Âlt, где
1=1,2, е ° в,1 30
Положим, что 1В,i< la 1< ... la„l .
Выходной сигнал релейных элементов
61, ..., б, меняется дискретно в пределах + А/и. При рассмотрении принципа действия положим, что n=K=3, а коэффициент передачи входного сигналя равен 1, Развертывающий преобразователь ра- ботает следующим образом. шение амплитуды сигнала на выходе 8 (фиг.2 ) и снижение скорости изменения разверток на выходах основного и дополнительных интеграторов 4, 5q, 5 (фиг.2a,д,e,æ). В момент времени релейный элемент б переходит в
"отрицательное" состояние (фиг,2Ь}, и выходные сигналы релейных элементов бр и 6 взаимно компенсируются (фиг.24,2). На этом ориентация релей ных элементов заканчивается и устанавливается режим устойчивых автоколебаний. После изменения знака сигнала на выходе релейного элемента бр (фиг.2 6) амплитуда сигнала на выходе
8 имеет отрицательный знак (фиг.2 ) и развертки интеграторов 4, 51, 5р (фиг.2a,д,е,ж} нарастают в положительном направлении до момента переключения релейного элемента б и изменения знака сигнала на выходе 8 .(фиг.2
b,g). В дальнейшем процесс периодически повторяется, интеграторы 4, 5, 5 и релейный элемен-, б работают в режиме устойчивых автоколебяний, релейные элементы 6, бз находятся в противоположных по выходу состояниях, а на выходе 8 формируется сигнал типа меандр со средним нулевым значением.
Предположим, что в момент времени (фиг.2 ) сигнал на выходе 8 изме11 tt
А нился скачком до уровня x(t) 3 тогда в один из полупериодов явтоколебаний темп изменения сигналов на выходах интеграторов 4, 5,-, 5р определяется разностью воздействий на входах первого сумматора 1 (фиг.2), 40
Предположим, что в начальный момент времени t=0 релейные элементы
61, 6, б находятся в состоянии А/и=
=А/3 (фиг.2rf;4 Ъ). При этом на выходе
8 формируется импульс А (фиг.2)), 4S под действием которого сигналы на выходах основного и дополнительных интеграторов 4, 5, 5> изменяются в
"отрицательном" направлении (фиг.2,, ). Сигнал на выходе третьего сум- Sg матора 2 (фиг.2a) представляет собой сумму сигналов, действующих на его входах (фиг,2>,е,ж), и предназначен для управления моментами переключения релейных элементов 6, 6» бз.
В момент времени t релейный элемент
61, имеющий пороги переключения +В, переключается в состояние — А/3 (фиг.2С, ), что влечет за собой уменьд,Q,рк), а в примыкающем полупериоде суммой этих воздействий. В результате на выходе 8 среднее значение сигнала пропорциочально величине сигнала на входе 7.
Рассмотрим режим формирования многозонного частотно-широтно-импульсного сигнала (фиг.3).
Предположим, что в момент времени (фиг,Зд) сигнал на входе 7 изменился до величины — (< lx(t)( 3 тывая, что результирующий сигнал на выходе первого сумматора 1 оказался "отрицательным", развертка Yz(t) нарастает в положительном направлении до момента времени t, когда релейный элемент 6 переключается в состояние А (фиг.Зо.,4). При этом знаки сигналов 01 з 12838 на выходах релейных элементов 6, 6, 6 совпадают (фиг.За,о,а) и на выходе 8 формируется импульс максимальной амплитуды (фиг.Зд), что приводит к изменению знака производной сигнала 5 на выходах интеграторов 4, 5, 5< и третьего сумматора 2 (фи".3n). 11осле переориентации релейного элемента 6> (фиг.З ) вновь возникает режим устойчивых автоколебаний (фиг.Зс,д), а 111 сигнал на выходе 8 переходит во вторую модуляционную зону, которая заполняется потоком импульсов с выхода релейного элемента 6 (фиг.ЗЕ,д). Предположим, что в момент времени { фиг.Зд) знак сигнала на входе 7 изменился на противоположный. Тогда, за счет последовательной переориентации релейных элементов 6, 6, происходящей в момент времени t,, tg 2п (фиг.За., о,2), сигнал на выходе 8 перейдет во вторую модуляционную зону четвертого квадранта (фиг.Зд), а режим автоколебаний вновь установится в трактах интеграторов 4, 5, 5q и 25 релейного элемента 6 (фиг.Заь,д). При изменении сигнала на входе 7 до уровня первой модуляционной зоны (фиг,ЗО, момент времени t » релейный элемент 6 переключается в состояние ЗО (фиг.ЗЬ, момент времени tq), которое противоположно состоянию релейного элемента 6 (фиг.32). В результате сигнал на выходе Я формируется в первой модуляционной зоне. Число модуляционных зон зависит от числа релейных элементов и с ростом последнего увеличивается. Рассмотрим влияние неисправности релейкых элементов на функцию преобразования, Будем считать, что максимальное значение постоянной составляющей сигнала на выходе 8 обеспечивается амплитудным значением первой модуляционной зоны. Предположим, что релейный элемент 6 в момент времени Гк, перешел в неуправляемое и положительное по выходу состояние (фиг.4д). Тогда, начиная с момента времени (фиг.5G.,1э), в режим устойчивых автоколебаний переходит репейный элемент 6, а амплитуда сигнала на выходе третьего сумматора 2 нормируется зоной Hpоднозначнасти "-В Пусть в момент времени С„ релей) ный элемент 6> перешел в неуправляемое и отрицательное по выходу состояние (фиг.44). Тогда выходные сигналы релейных элементов 6 и 6 взаимно скомпенсируются, а в режиме переключений окажется релейный элемент 6 {фиг.4а.,1), имеющий пороги переключения +  . При этом полезная составляющая импульсов на выходе 8 сохраняется неизменной и пропорциональной сигналу на входе 7 (фиг.4М). Рассмотрим принцип действия при наличии неисправности одного из интеграторов (фиг.5). Предположим, что в момент времени < {фиг.5о) основной интегратор 4 неисправен и сигнал на его выходе дасн Il тиг скачком максимального значения Ук. Тогда сигнал на выходе третьего сумматора 2 также изменится дискретно (фиг.5аь) и приведет к переключению релейного элемента 6z в положительное" состояние (фиг.5Ь). В результате на выходе 8 формируется импульс максимальной амплитуды (фиг.5g), так как состояния репейных элементов 6, 6, 6 одинаковы (фиг.5д,6,7,). Пад действием выходного сигнала темп изменения выходных напряжений дополнительных интеграторов 5, 5 резко увеличивается (фиг.5e,»(,o). По истечении некоторого времени в моменты Ф М. релейные элементы 6„, 6 пос1 ледовательно переходят в отрицательное состояние (фиг.5а., д,б), а сигнал на выходе 8 возвращается в первую модуляционную зону (фиг.5 >). После переориентации релейного элемента 6z (фи",56) вновь устанавливается режим устойчивых автаколебаний (фиг,5cL), когда амплитуда "пилы" ка выходе третьего сумматора 2 ограничивается порогами переключения В . При этом нулевой уровень исправных дополнительных интеграторов 5, 5 Y смещается на величину — - (фиг.5 Р,ж), чта компенсирует постоянную составляющую выходного сигнала неисправного основного интегратора 4 (фиг.5д) . В общем случае число интеграторов может быть произвольным, но не менее трех. Тогда для рассмотренного вида неисправности пастоякная составляющая на выходах исправных интеграторов делится поровну, причем ее знак противоположен знаку напряжения на выходе неисправного иктегратора. К числу недостатков развертывающего преобразователя относится зависимость частоты автоколебаний (паласы 5 1283 пропускания) от числа и характера неисправностей.его функциональных блокков ° Например, при неисправности основного интегратора 4 производная развертки на выходе третьего суммато- 5 ра 2 падает, а период автоколебаний возрастает (фиг.5а.,Ъ). Это является следствием того, что выходной сигнал третьего сумматора 2 формируется как результат сложения нескольких развер- 10 .тивающих функций. В развертывающем преобразователе развертка на выходе третьего сумматора 2 формируется в результате сложения более "медленных" линейно нарастающих (спадающих) сигналов. Поэтому требуемая частота автоколебаний может быть достигнута беэ снижения постоянной времени интеграторов 4, 5 1, 5, 5ь, а путем увеличения их числа ° Развертывающий преобразователь характеризуется более высокой помехоэашищенностью и более высокой надежнас25 тью работы. 801 6 Формула изобретения Развертывающий преобразователь, содержащий первый сумматор, первый вход которого является входом развертывающего преобразователя, выход первого сумматора подключен к входу основного интегратора, группу из нечетного числа релейных элементов, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом второго сумматора, выход которого является выходом развертывающего преобразователя и подключен к второму входу первого сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и помехозащищенности, в него введены третий сумматор и группа дополнительных интеграторов, причем выход первого. сумматора соединен с входами дополнительных интеграторов группы, выход основного интегратора и выходы дополнительных интеграторов группы подключены к соответствующим входам третьего сумматора, выход которого соединен с входами релейнык элементов группы. -ь г 128380 l -ь, ВНИИПИ Заказ 7444/49, Тираж 670 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
