Устройство для формирования импульсов ступенчато аппроксимированной формы

 

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является повышение точности аппроксимации функции путем сглаживания перепадов в ступенчатой аппроксимации. Для достижения цели в устройство, содержащее источник 1 импульсного сигнала, порогрвые элементы 2-1...2-4, элементы И 3-1...3-3, инверторы 4-1...4-3, линейные ключи 5-1...5-4, секционные ключи 6-1..., источники 7-1...7-4, введены конденсаторы 9-1...9-4 и вентили 10-1.... По мере нарастания напряжения на выходе источника источники 7-1...7-4 один за другим подключаются к выходной шине 8, а при спаде входного импульса в обратном порядке отключаются. Тем самым формируется ступенчатая аппроксимация входного импульса. Благодаря вентилям 10-1... к выходной ыине вместе с источниками 7-1.,.7-4 последовательно подключаются, а потом в обратном порядке отключаются конденсаторы ..., которые обеспечивают сглаживание перепадов в зыходном сигнале . 2 ил. а ч f/ч у-; fKS-1

союз сонетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ.

РесПу Блин (51) 5 Н 03 К 4/02 бйе. :fig i !ii ч

ПМЕБУ1Ы 1: 1 @А

ГОсудАРстВенный номитет по изоБРетениям и отнРытиям пРи Гннт сссР., 1 (61) 1370739 (21) 4418966/21 (22) 03.05,88 (46) 30.01.91. Вюл. ¹ 4 (72) В.Г.Сугаков (53) 621.374(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1370739, кл. Н 03 К 4/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЧ ИМПУЛЬСОВ СТУПЕНЧАТО АППРОКСИ1ИРОВАННОЙ

ФОРМЫ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является повышение точности аппроксимации функции путем сглаживания перепадов в ступенчатой аппроксимации. Для достижения цели в устройство, содержащее источник 1 импульсного сигнала, пороговые элементы 2-1...2-4, элемен„ЯУ„„1624667 А 2

2 ты И 3-1...3-3, инвер торы 4-1...4-3, линейные ключи 5-1. ° .5-4, секционные ключи 6-1 6-3, источники 7-1...7-4, введены конденсаторы 9-1...9-4 и вентили 10-1...10-3. По мере нарастания напряжения на выходе источника 1 источники 7-1...7 — 4 один за другим подключаются к выходной шине 8, а при спаде входного импульса в обратном порядке отключаются. Тем самым формируется ступенчатая аппроксимация входного импульса. Благодаря вентилям

10-1...10-3 к выходной шине вместе с источниками 7-1...7--i последовательно подключаются, а потом в обрат-, ном порядке отключаются конденсаторы

9-1...9-4, которые обеспечивают сгла"живание перепадов в зыхадн сигнале. 2 ил.

1624667

Изобретение относится к импульс ной технике и может быть иснользовано для формирования аппроксимирован ных импульсов большой мощности.

Устройство по прототипу содержит

5 с первого по Н-й линейные ключи, включенные .между первыми выходами, соответственно, с первого по.N-й источников постоянного напряжения и выходной шиной, а второй выход первого источника постоянного напряжения соединен с общей шиной, причем входы с первого по И-й пороговых элементов соединены с выходом источника импульсного напряжения, выходы с первого по (N-1)-й пороговых элементов соединены с первыми входами, соответственно, с первого по (N-1)-й элементов И, выходы которых соединены с. входами соответствующих линейных ключей, выходы с. второго по

N-й пороговых элементов соединены с входами управления с первого по (Х-1)-й секционных ключей и через соответствующие инверторы, с вторыми входами с первого по (N-1)-й элементов И, при этом входы с первого по.(N-l)-й секционных ключей соединены с первыми выходами соответствующих источников постоянного напряжения, а выходы соединены. с выходами второй полярности соответственно, с второго по N-й источников постоянного напряжения, причем выход N-ro порогового эле35 мента подключен к входу N-ro линейно-. го ключа, Целью изобретения является повыше-. ние точности аппроксимации формы сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для случая N=4, где

N — - число ступеней входного сигнала; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство содержит источник 1 им- 45 пульсного сигнала, с первого по М-й пороговые -элементы 2-1...2-4 с перво-. го по (N-1)-й элементы И 3-1...3-3, с первого по (М-1)-й инверторы 4-.1... ...4-3, с первого по N-й линейные ключи.5-1...5-4, с первого по (11-1)-й секционные ключи б- 1...6-3, с первого по N-й источники 7-1...7-4 настоянного напряжения, выходную шину 8 и с первого по N-й конденсаторы 9-1...9-4, с первого по (N-.l}-й вентили 10-1...

i5

- ...10-3, общую шину 11.

Выход источника 1 соединен с входами пороговых элементов 2-1...2-4. Выходы с первого по (N-1)-й пороговых элементов 2-1...2+3 соединены с первыми входами с первого по (N-1)-й элементов И 3-1...3-3, выходы которых соединены с входами управления с первого по (N-1)"й линейных ключей, Выходы с второго по N-й пороговых элементов 2-.2...2-4 соединены с входами управления с первого по (N-1)-. и секционных ключей 6-1. ..6-3 и через инверторы 4-1...4-3 с вторыми входами с,первого пс (N-1)-й элементов И 3-1... ...3-3. Входы с первого по N-й линейных ключей 5-1...5-4 соединены с первыми выходами с первого по N-й источников 7-1...7-4 и-с первыми обкладками конденсаторов 9-1...9-4.

Выход N-ro порогового элемента 2-4 соединен с входом управления N-ro линейного ключа 5-4, выход которого соединен с выходной. шиной 8. Второй вывод первого источника 7-1 соединен с второй обкладкой первого кон-. денсатора 9-1 и с общей шиной 11.

Вторые обкладки с второго по N-й конденсаторов 9-2...9-4 соединены с первыми выходами с первого по (N-1)-й источников 7-1...7-3 соответственно и с входами с. первого по N-й секционных ключей 6-1...6-3 выходы которых соединены с вторыми выходами с .второго по N-й источников 7-2... ...7-4. Первые выводы с первого по (N-1)-й вентилей 10-1...10-3 соединены с выходами с первого no (N- 1)-й линейных ключей 5"1...5-3 соответственно, а вторые выводы — с выходами с второго по. N-й линейных ключей

5-2.:.5-4 соответственно.

Величина N определяется допустимой абсолютной погрешностью аппроксимации, Источник 1 выдает импульсный сиг.нал, который подвергается аппроксимации. В качестве источника 1 могут быть использованы генераторы импульсов с сигналами заданной формы или различного рода преобразователи, например датчики магнитного электрического импульсного поля и др, I

Источниками 7-1...7-4 постоянного

1 напряжения могут служить химические источники тока, генераторы постоянного тока и т.д, Их напряжение и мощность определяются требуемым уровнем выходного сигнала.

Величина емкости и-го конденсатора (ri=?...N) определяется по формуле л ьп

С

5

rpe R — суммарное внутреннее сопроИ тивление и"го источника и соответствующих ключей;

h,tn (3..;4)

ДйП - время, за которое напря>кение П„ на выходе источника

1 изменяется на величину, равную. разности порогов срабатывания и-ro и (n -.1)-го пороговых элементов, На фиг,2 показан случай равномерного расположения порогов °

Устройство работает счедующим об. разом.

Вся схема запускается в работу источником 1, на выходе которого появляется изменяющееся во времени напр»жения У1 (Фиг,2а).

Сигнал с выхода источника 1 подается на. входы пороговых элементов

2-1...2-4. При достижении этим сигналом уровнч, необходимого для срабатывания первого порогового элемента

2-1, на первый вход первого элемента И 3-1 подается "1". Так как напря— женне на входа: второго порогового элемента 2-2 еще не достигло уровня срабатывания, то на -его выходе сигнал

l отсутствует, и с выхода первого ин .вертора 4-1 подается "1" на второй вход элемента И 3-?. На выходе элемента .И З-.l.появляется сигнал, который поступает на .вход управления перво- 40 го.линейного ключа 5- 1. Источник

7-1 подключается через ключ Й-1 к выходной шина 8 устройства. Одновре- . менно к источнику 7-) параллельно подключается конденсатор 9-1, который начинает. заряжаться, и напряжение на выходной шине 8 изменяется йе скачком, а по экспоненте, более точно совпадающей с кривои сигнала 11;,, При дальнейшем увеличении сигнала

U на выходе источника 1 и достижении следующего порогового уровня срабатывает. второй пороговый элемент

2-2 (фиг,2б ). На первый вход второго элемента И 3-2 поступает "1" и, так. как элемент И 3-2 подготовлен по второму входу "1" с вь хода инвертора

6-2, то на вход управления второго линейного ключа 5-2 поступает сигнал

1624667 на включение. Ключ 5-2 открывается и подключает к выходной шине 8:источник 7-2. Одновременно с этим на вход управления секционного ключа 6-1 также поступает сигнал на открытие и конденсатор 9-2 подключается параллельно источнику 7-2, С выхода порогового элемента 2-2 "1 " инвертируется инвертором 4-1 в "О", который закрывает по второму входу элемент И

3-1, и линейный ключ 5-.1 закрывается.

Источник постоянного напряжения 7-1 оказывается подключенным последовательно через параллельно включенные конденсатор 9-2 и источник 7-2 к шине 8; При этом напряжение .на выходной шине 8 экспоненциально возрастает на величину очередной ступени напряжения.

При последующем увеличении сигнала ?. . на выходе истонцика 1 импульс 4. ного напря>кения срабатывает пороговый элемепт 2-3, открываются линейный ключ 5-3 и секционный ключ 6-2, а линейный ключ 5-2 закрывается. При этом к шине 8 подключаются последовательно соединенные источники 7-1, 7-2 и 7-3 с параллельно включенным конденсатором 9-3.

Затем аналогично. срабатывает пороговый элемент 2.-4, сигнал с выхода которого подается на входы ключей 5-4 и 6-3, и последние открываются, Одновременно ключ 5-3 закрывается, источник 7-4 и конденсатор 9-4 включаются последовательно с источниками 7-1, 7-2; 7-3 и подключаются к:выходной шине 8.

По мере снижения напряжения на выходе U сигнал на выходе порогового, элемента 2-4 исчезает. Закрываются ключи 6-3 и 5-4, а ключ 5-3 открывается, При этом источник 7-4 выводится из работы, но напряжение на выходной шине 8 изменяется не скачком, а rî экспоненте до окончания .разряда конденсатора 9-4. Последующее снижение 1: приводит к исчезнонению сигнала на выходе порогового элемента 2-3 и выводу из выходной цепи источника 7-3. Напряжение на выходной шине 8 снижается на ступень . при полном разряде конденсатора 9-3.

При дальнейшем снижении 1. < после. довательно выводятся из выходной цепи источники 7-2 и 7- 1 °

Сформированный на выходе устройства сигнал Uoö>, (Фиг.2в) является

° 1

1624667 увеличенной по амплитуде ступенчатой аппроксимацией сигнала U, полученного на выходе источника 1 импульсно- . го напряжения, При этом передний фронт каждой ступени выходного сигнала С „ нарастает по экспоненциальному закону, а задний фронт снижается по экспоненциальному закону.

t0

В случае неполного разряда какоголибо конденсатора к моменту размыкания предыдущего секционного ключа в выходном напряжении возникае вертикальный спад. Этим обеспечивается воз-15 можность формирования импульсов с достаточно крутыми задними фронтами.

Таким образом, выходной сигнал, полученный на выходе устройства о форме больше совпадает с входным сиг" налом. При соответствующем подборе параметров схемы устройство имеет погрешность аппроксимации в 2 и более 25 раз меньшую,чем устройство по прототипу.

Формула изобретения устройство для формирования импульсов ступенчато аппроксимированной формы по авт. св. 9 1370739 о т л.ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности аппроксимации формы сигнала, в него введены с первого по (0-1)-й вентили и с первого по

N-й конденсаторы, первые обкладки которых соединены с выходами с первого по M-й линейных ключей соответственно, вторые обкладки с второго но Б-й конденсаторов соединены с первыми выходами с первого по .(_#_-1)-й источников постоянного напряжения соответ- ственно, а вторая обкладка первого конденсатора соединена с вторым выходом первого источника постоянного напряжеийя, причем первые выводы с первого по (_#_-1)-й вентилей соединены с выходами с первого по Б-1-.Й линейных ключей соответственно, а вторые выводы с первого по (Б-1)-й вентилей соединены с выходами с вто-. рого по И-й линейных ключей соответ,ствerieo.

1624667

t/

ФУд Лл

2Ц»

0jj

0 и

0 да-r б

Ф2

Ю

Ь-2

У .3

Ь-3

0y q

0 8ьа

ФУ

Составитель А. Смирнов

Редактор Т. Лазореико Техред Л.Олийнык Корректор М»р«и

Заказ 20» Тир аж Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101