Многозонный развертывающий преобразователь

 

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повьшение точности работы. Многозонный развертывакиций преобразователь содержит первый 1 и второй 2 сумматоры, интегратор 3, релейные блоки 4 ,.,.,4„, блоки диагностирования 5у,...,5„, дифференцирующий элемент 6, выпрямитель 7, апериодический фильтр 8, вход 9 и выход 10. Многозонный развертывающий преобразователь работает в автоколебательном режиме. Контур автоколебаний на заданной частоте образован интегратором 3 и одним из релейных блоков . При неисправности работающего релейного блока в работу включается соседний релейный блок, Q причем частота автоколебаний не изме- ® няется. 4 ил. (Л

С01ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (1!) (5l) 4 С 06 С 7/ l2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4233712/24-24 (22) 21.04.87 (46) 23.11.88. Бюл. Ф 43 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И. Цытович (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1206816, кл. G 06 G 7/12, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1336039, кл. С 06 С 7/12, 1986. (54) МНОГОЗОННЫЙ РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импуль-. сным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение точности работы. Многоэонный развертывающий преобразователь содержит первый 1 и второй 2 сумматоры, интегратор 3, релейные блоки 4„, ° ° .,4„, блоки диагностирования 5,...,5„, дифференцирующий элемент 6, выпрямитель

7, апериодический фильтр 8, вход 9 и выход 10. Многоэонный развертывающий преобразователь работает в автоколебательном режиме. Контур автоколебаний на заданной частоте образован интегратором 3 и одним иэ релейных блоков 4„. При неисправности работающего релейного блока в работу включается соседний релейный блок, причем частота автоколебаний не изме- няется. 4 ил.

1439627

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычис5 лительных машинах.

Целью изобретения является повышение точности работы.

На фиг. 1 дана функциональная схема многозонного развертывающего преобразователя; на фиг. 2 — 4 — временные диаграммы сигналов.

На фиг. 1 обозначены первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор

3, релейные блоки 4,, 4,...,4„, бло- 15 ки 5,-5„ диагностирования, дифференцирующий элемент 6, выпрямитель 7, апериодический фильтр 8, вход 9. и . выход 10.

На фиг. 2 — 4 обозначены X(t) сигнал на входе 9, Уи (с) — выходной сигнал интегратора 3; Уp, (t) Ур, (t)

У з () — выходные сигналы первого, второго и третьего релейных блоков 4,, 4 и 4,; У„„. (t) — сигнал на вы- 25 ходе 10; 7 (t) — напряжение на выходе дифференцирующего элемента 6; e(t) — выходной сигнал выпрямителя

7; У,, (.), Ур„ (c) — выходные сигналы первого и второго блоков 5, и 5 ди- 30 агностирования; С вЂ” уровень логической "1"; А/3 — амплитуда импульсов на выходе первого, второго и третьего релейных блоков 4,, 4, 4,, а также допустимый диапазон изменения сиг35 нала на входе 9 при условии, что преобразователь имеет единичный коэффициент передачи; А — максимальная амплитуда сигнала на выходе 10; СУ— свободный уровень, причем IСУ! -1В;I; 40

В; — порог переключения релейного блока; Т„ — номинальное значение периода импульсов на выходе 10; Т,, Т вЂ” текущий период импульсов на вы z ходе 10; „ — момент времени перехо- 45 да первого релейного блока 4„ в неисправное состояние; t„ .- момент времени переориентации состояния второго релейного элемента 4,; t — момент времени выполнения условия

IB I = 1СУ!.

Многозонный развертывающий преобразователь работает следующим образом.

Репейные блоки 4,...,4„ имеют инвертирующую петлю гистерезиса, пороги переключения + В;, а их выходной сигнал меняется дискретно в пределах А/п. Дифференцирующий элемент

6 осуществляет выделение переменной составляющей выходного сигнала релейного элемента. С помощью выпрямителя 7 переменный сигнал с выхода дифференцирующего элемента 6 преобразуется в напряжение положительного знака. Апериодический фильтр 8 производит подавление высокочастотных пульсаций выходного сигнала выпрямителя 7.

Величина порогов переключения релейных блоков 4,,...,4„ дискретно уменьшается при наличии на выходе блоков 5, -5„ диагностирования сигнала логической 1 .

При рассмотрении принципа работы ограничимся числом релейных блоков, равным трем.

В исходном состоянии пороги переключения репейных блоков 4, 42 и 43 удовлетворяют условию

При наличии сигнала на входе регулировки порога релейного блока порог переключения уменьшается.

При включении релейные блоки 4„—

4 принимают произвольное, например

+А/3, состояние (фиг. 2б, в, r).

Развертка на выходе интегратора на,растает в положительном направлении (фиг. 2а), что приводит к последовательному переключению релейных блоков

4 и 4 (фиг. 2б, в). Выходные сигналы второго и третьего релейных блоков

4 и 4З, которые в дальнейшем находятся в статистическом и противопо" ложном по знаку состояниях (фиг. 2в, r) взаимно компенсируются, а сигнал на выходе 10 формируется в модуляционной зоне, ограниченной диапазоном

А/3 (фиг. 2д).

После изменения знаков импульсов на выходе 10 выходной сигнал интегратора 3 нарастает в отрицательном направлении, что вновь приводит к переключению первого релейного блока 41 (фиг. 2а, б). В дальнейшем первый релейный блок 4, и интегратор 3 входят в режим устойчивых автоколебаний с периодом Т, (фиг. 2б, д).

Дифференцирующий элемент 6 первого блока 5, диагностирования выде" ляет переменную составляющую выходных импульсов первого релейного блока 4 (фиг. 2б, е), которая выпрямляется с помощью выпрямителя 7

3,14 (фиг. 2ж) и фильтруется апериодическим фильтром 8 (фиг. 2э) . Как только сигнал на выходе первого блока 5, диагностирования достигает уровня С (фиг. 2з), пороги переключения первого релейного блока 4„ уменьшаются до величины СУ (фиг. 2а, з), При этом происходит переход на номинальную частоту автоколебаний, которая определяет требуемую полосу пропускания частот сигнала с входа 9.

Предположим, что первый релейный блок 4 перешел в неисправное состо1 яние, когда его выходной сигнал принял уровень А/3 (фиг. 26). В этом случае начинается процесс переориентации состояний релейных блоков. Выходной сигнал интегратора 3 нарастает до тех пор, пока третий релейный блок 4 не переключится в состояние -А/3 (фиг. 2а, г). При этом меняются знак сигнала на выходе 10 (фиг. 2д) и направление развертывающего преобразования (фиг. 2а). В системе возобновляется режим устойчивых автоколебаний с частотой, определяемой порогами переключения второго релейного блока 4, Выходные сигналы дифференцирующего элемента б, выпрямителя 7 и апериодического фильтра 8 уменьшаются до нуля (фиг. 2е, ж, з), так как первый релейный блок 4„ находится в статическом и неуправляемом состояниях (фиг. 26). Выходной сигнал первого релейного блока 4 » компенсируется во втором сумматоре 2 вы ходным напряжением третьего релейного блока 4> (фиг. 26, г). Режим автокоI лебаний, возникающий в канале интегратора 3, приводит к появлению .на выходе второго релейного блока 4 переменной составляющей, которая с помощью второго блока 5 диагностирования через некоторый. интервал времени преобразуется в напряжение логической "1" (фиг. 2и). В этот момент времени пороги переключания второго релейного блока 4 дискретно уменьшаются до величины 1СУ (фиг. 2а) и вновь происходит переход на номинальную частоту автоколебаний (фиг. 2а, в, д).

Наличие сигнала на входе 9 (фиг, За) влечет за собой изменение производной выходного сигнала интегратора 3 (фиг. За). В итоге меняются скважность и интервал дискре39627

30 блок 4 окажется в неисправном состоянии +A/3 (фиг. 4в, пунктир), выходные сигналы первого и второго релейных блоков 41 и 4 взаимно компенсируются (фиг. 46, в) и режим автоколебаний возникает в тракте третьего релейного блока 4> (фиг. 4а, г, д, пунктир).

Коррекция порогов переключения ,10 третьего релейного блока 4 производится аналогичным образом за счет выходного напряжения третьего блока 5 диагностирования.

Таким образом, многозонный развер45 тывающий преобразователь обладает повышенной точностью, так как в системе сохраняется требуемая частота

1 автоколебаний независимо от числа отказавших релейных блоков.

55

25 тизации импульсов на выходе 10 (фиг. 36, д).

Предположим, что первый релейный блок 4, перешел в неуправляемое состояние -A/3 (фиг. 36). Тогда второй релейный блок 4 переориентируется в состояние +А/3 (фиг. Зв) и совместно с интегратором 3 образует автоколебательную систему (фиг. 3а, в, д).

Сигналы элементов первого блока 5 диагностирования уменьшаются до нуля (фиг. Зв, ж, з), а выходное напряжение второго блока 5„ диагностирования нарастает до уровня С (фиг. Зи). После этого пороги переключения второго релейного блока 4 устанавливаются равными СУ и в системе возникает режим автоколебаний с требуемыми динамическими характеристиками. Дальнейшее поведение системы зависит от вида отказов ее релейных блоков.

Например, если второй релейный блок 4 также перейдет в неуправляемое отрицательное состояние (фиг.4в), то преобразователь окажется неработоспособным и сигнал на выходе 10 примет статический уровень (фиг. 4а, д).

В случае, когда второй релейный

Формула и з обре т е н и я

Многозонный развертывающий преобразователь, содержащий первый сумматор, соединенный первым входом с информационным входом преобразователя, а выходом подключе и ьп к входу интегратора, выход которого соединен с информационными входами п релейных блоков (и — нечетное число), выходы

1439627

"6 релейных блоков подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход которого является выходом многозонного развертывающего пре5 образователя и соединен с вторым входом первого сумматора, и блоков диагностирования, каждый из которых содержит соединенные последовательно дифференцирующий элемент, выпрямитель и апериодический фильтр, к выходу каждого иэ и релейных блоков подключен вход дифференцирующего элемента соответствующего блока диагностирования, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, выход апериодическо-о фильтра каждого из блоков диагностирования подключен к входу регулировки порога соответствующего релейного блока.

1439627

Составитель О. Отраднов

Техред M. Коданич

Корректор Э. Лончакова

Редактор Л. Гратилло

Заказ 6080/50

Подпнс ное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

bg

Ф

b а

-ь, -hà

-bg

Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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