Времяимпульсный преобразователь

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в информационно-измерительных и управляющих системах, где требуется воспроизведение функциональных зависимостей в сочетании с реализацией оператора усреднения сигналов и параметров. Цель изобретения - повышение точности преобразования входного сигнала по закону степенной функции с показателем 3/2. Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, широтно-импульсный модулятор 2, операционный усилитель 3, пять масштабных резисторов 4 - 8, вход 9 и выход 10, шину 11 нулевого потенциала, два сглаживающих конденсатора 12 и 13, ключи 14 - 16 и источник 17 тока, управляемый напряжением. В преобразователе широтно-импульсный модулированный сигнал управляет средним значением проводимостей первого, второго и третьего импульсно-управляемых резисторов, состоящих соответственно из масштабных резисторов 5, 6, 7 и ключей 14, 15, 16. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„59„„1674167 А1 (Я)5 G 06 G 7/20

ГОСУДАРСТВЕН ЫИ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

" ну a y ( 1 :.! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в информационно-измерительных и управляющих системах, где требуется воспроизведение функциональных эависимо1 (21) 4723452/24 (22) 24.07.89 (46) 30.08.91. Бюл. hh 32 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) И.В.Герасимов, Е,В.Филиппов, Л.А,Чугунов и Б.В,Шац (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1120362, кл. G 06 6 7/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1188760 кл, 6 06 G 7/20, 1984.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в информационно-измерительных и управляющих системах, где требуется воспроизведение функциональных зависимостей в сочетании с реализацией оператора усреднения сигналов и параметров.

Цель изобретения — повышение точности преобразования входного сигнала rio закону степенной функции с показателем 3/2.

На чертеже представлена функциональная схема времяимпульсного преобразователя.

Времяимпульсный преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, широтно-импульсный модулятор 2, операстей в сочетании с реализацией оператора усреднения сигналов и параметров. Цель изобретения — повышение точности преобразования входного сигнала по закону степенной функции с показателем 3/2.

Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, широтно-импульсный модулятор 2, операционный усилитель

3, пять масштабных резисторов 4 — 8, вход 9 и выход 10, шину 11 нулевого потенциала, два сглаживающих конденсатора 12 и 13, ключи 14 — 16 и источник 17 тока, управляемый напряжением. В преобразователе ши ротно-импульсный модулированный сигнал управляет средним значением проводимостей первого, второго и третьего импульсно-управляемых резисторов, состоящих соответственно иэ масштабных резисторов 5, 6, 7 и ключей 14, 15, 16, 1 ил. ционный усилитель 3, пять масштабных ре- ф„ эисторов 4 — 8, вход 9 и выход 10 преобразователя, шину 11 нулевого потенциала, два g сглаживающих конденсатора 12 и 13, ключи

14 — 16 и источник 17 тока, управляемый напряжением.

Времяимпульсный преобразователь работает следующим образом, mme

Входное напряжение 0 х с помощью широтно-импульсного модулятора 2 линейно преобразуется в относительную длител ьность ШИМ-сигнала

Q КЖвх/Ео (1} где К1 — коэффициент пропорциональности;

Q= I!Т вЂ” длительность повторяющихся с периодом Т прямоугольных импульсов;

Овых" 0вх х

3и.т.у.s = !i2 Овх

Ео — опорное напряжение.

ШИМ-сигнал управляет средним значением проводимостей первого, второго и третьего импульсно-управляемых резисторов, состоящих соответственно из масштабных резисторов 5, 6 и 7 и ключей 14, 15 и 16, Средние значения проводимостей первого„ второго и третьего имг1ульсно-управляемых резисторов соответственно равны g 1=:650, 92=GBG И 93=G7G где 65 GG и G7 провоДИмости масштабных резисторов 5, 6 и 7, Сглаживающие конденсаторы 12 и 13 обеспечивают подавление высших гармоник напряжения,. возникающих при коммутации ключей 14, 15 и 16. Благодаря этому масштабные резисторы 4 и 8 оказываются развязанными по переменному току от импульсно-управляемых qer:eé. Выходной ток источника 17 тока, управляемого напряжением, равен где К2 — масштабн ый коэффициент источника 17 тока, управляемого чапряжением.

В предположении идеального операционного усилителя 3 и при условии пренебрежИМО МаЛЫХ ПО СРаВНЕНИЮ С Ео ПУЛЬСаЦИй напряжения на конденсаторах 12 и 13 выходное напряжение преобразователя Овsx

РаВНО СУММЕ НаПРЯжЕНИй Ос12 И Ос13 На КОНденсаторах 12 и 13, При разомкнутом состоянии ключей

14, 15 и 16 в течение, промежутка времени

Т вЂ” имеем эзар.с12 = (Овых Ос12) GB P Т)

Озер.с13 = (Ос1264 - ил.у.к) (1 — Т), ГДе Gp и 69 — проводимости масштабных резисторов 4 и 8.

При замкнутом состоянии кл.очей 14, 15 и 16 в течение промежутка времени имеем

Орвзр.с12 (Ос1Л7 " (Овых ОС12) Щ

Qpaap.ñ13 = (4. ò.Y.H + (Оеых Us12) 65—

-Ос12 (Оа+ GB)) r.

Используя выражения для зарядов, приобретаемых и теряемых конденсатораMw 12 и 13 при рабОте устройства, получим

ВЫРажЕНИЕ ДЛЯ ЗНаЧЕНИЯ Овых, ПОЛУЧаЕМОГО на выходе преобразователя, с учетом,,что

К1-К2=1, 25

4О

5О

G7 1 вх1Ео) + GB х

G4 GB + 66 GB (0вх/ Ео) З5 67 (0вх/Ео) (usxг Ео (67 (Овх/Ео) + GB) 64 GB + 66 GB (Usx Eo) 65 G7 (Usx Ео) Формула изобретения

Времяимпульсный преобразователь, содержащий широтно-импульсный модулятор, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход является входом преобразователя, первые выводы первого, второго масштабных резистров и первого сглаживающего конденсатора подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого является выходом преобразователя и подключен к второму выводу первого сглаживающего конденсатора, последовательно соединенные третий масштабный резистор, первый и второй ключи, четвертый и пятый масштабные резисторы, общий вывод первого и второго ключей соединен с первым выводом второго сглаживающего конденсатора, а управляющий вход первого ключа подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, отличающийся тем, что с целью повышения точности преобразования входного сигнала по закону степенной функции с показателем 3/2, в него введен третий ключ, включенный между вторым выводом второго масштабного резистора и выходом преобразователя, и источник тока, управляемый напряжением, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход подключен к свободному выводу третьего масштабного резистора и к инвертирующему входу операционного усилителя, второй вывод первого масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала и первым выводом второго сглаживающего конденсатора, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и с общим выводом четвертого и пятого масштабных резисторов, свободный вывод пятого масштабного резистора подключен к выходу преобразователя, управляющие входы второго и третьего ключей подключены к выходу широтно-импульсного преобразователя модулятОра, l674167

Составитель Н.Зайцев

Редактор Л. Веселовская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Заказ 2925 Тираж 369 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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