Способ перемножения электрических сигналов с применением широтно-импульсной модуляции

 

О П И С А Н И Е 207269

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтоюа

Соцнвлнстичвскнл

Республнн

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.Х.1966 (№ 1109666/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.Xll.1967. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 6.Ш.1968

Кл 21 с 46/50

42d, 10

МПК G 05f

G 010

УДК 621.316.761.2:

:621.374.44 (088.8) Комктвт по делом изобретений н открытий прн Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Ю. Я. Никулин и Б. А. Батырев

Заявитель Ростовское высшее командно-инженерное училище им. М. И, Неделина

СПОСОБ ПЕРЕМНОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ШИРОТНО-ИМПУЛЪСНОЙ МОДУЛЯЦИИ

Известны способы повышения точности перемножения путем компенсации дрейфа нуля в импульсных множительных устройствах.

Предложенный способ позволяет повысить точность импульсного перемножения знакопеременных сигналов.

Сущность способа заключается в том, что процесс работы импульсного множительного устройства (ИМУ) разделяется на два чередующихся цикла, в один из которых происходит перемножение сигналов, а в другой — выделение сигнала для компенсации дрейфа нуля ИМУ. В период цикла компенсации проверяется весь такт перемножения за счет прохождения пробного сигнала, которым является один из перемножаемых сигналов. При наличии напряжения дрейфа нуля импульсного множительного устройства на его выходе выделяется постоянная составляющая этого напряжения и подается на вход широтно-им. пульсного модулятора для компенсации.

Высокая точность перемножения сигналов импульсным множительным устройством достигается, во-первых, за счет проверки всего такта перемножения сигналов; во-вторых, компенсация напряжения дрейфа нуля импульсного множительного устройства, вызванного нестабильностью характеристик отдельных его элементов или неидентично стью элементов (ключей), которая проявляется по-разному в зависимости от величины и полярности пере. м ножа емого сигнала, осуществляется самим сигналом.

На чертеже приведена блок-схема ИМУ, поясняющая предложенный способ (1 — широтноимпульсный модулятор (ШИМ); 2 и 8 — триггеры; К и К5 — электронные ключи; 4, б— фильтры; б — импульсный усилитель; 7 — импульсный трансформатор; U, U перемножаемые входные сигналы; U импульсы напряжения запуска ШИМ; U „— выходное напряжение, пропорциональное произведению сигналов 0 и U „; U — импульсное напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна произведению сигналов

U, U; U — импульсное, напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна напряжению дрейфа нуля ИМУ;

20 улр

U — управляющее напряжение ШИМ для компенсации дрейфа нуля).

Импульсное множительное устройство состоит из широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 1, триггера 8, ключей Кз, К„,импульс25 ного трансформатора 7, импульсного усилителя б и фильтра 4, Работает оно следующим образом. Один из перемножаемых сигналов 1/,,подается на вход модулятора 1, а второй сигнал через ключ

Зо Кс на начало обмотки W> и через ключ К4 на

207269 конец обмотки К импульсного трансформатора 7. Ключи Кз и К, поочередно в течение каждого периода следования импульсов запуска открываются посредством триггера 8, управляемого блоком 1. Последний при отсутствии сигнала Ь„выдает импульсы с длительностью, равной половине периода, а период их равен периоду импульсов запуска.

Следовательно, при отсутствии сигнала U» время поочередного открытия ключей К и К равняется половине периода.

При подаче сигналов (/ положительной полярности на вход ШИМ время открытия ключа Кз увеличивается, а ключа К, соответственно уменьшается пропорционально величин сигнала U„. При подаче сигнала Ь „отрицательной полярности время открытия ключа К увеличивается, а ключа К уменьшается.

Следовательно, при наличии сигналов U u

U на выходе усилителя б получается разноУ полярная последовательность импульсов, амплитуда которых пропорциональна величине сигнала U, а смещение т импульсов относительно середины периода их следования пропорционально величине сигнала U,. Фильтр выделяет постоянную составляющую напряжения (1,„, которая пропорциональна произв=дению сигналов U и (1 .

Автоматическая компенсация дрейфа нуля

ИМУ осуществляется путем разделения циклов компенсации и перемножения сигналов за счет введения триггера 2 и ключей К,, 1(> К:.

Триггер 2, как и ШИМ, управляется импульсами запуска, обеспечивая в один период открытие ключей Кь К, а в следующий период открытие ключа К5. При открытий ключей 1( и К (ключ К,- закрыт и цепь компенсации разорвана) осуществляется перемножение сигналов С и U как описано выше. В следующий период ключ К.- открывается, а ключи I(I и 1( закрываются, отключая сигнал U è выход

ИМУ. Таким образом, в этот период напряжепие сигнала Ь квантуется ключами Кз и 1(4, которые управляются модулятором 1, и поступает на обмотки трансформатора 7, Разнополярное импульсное напряжение, усиленное блоком б, через открытый ключ К, поступает на фильтр б. При несимметрии ШИМ фильтром 5 выделяется постоянная составляющая

0 „ импульсного напряжения У, которая, поступая на вход ШИМ, сводит несимметрию

10 к ByJI10.

При наличии несимметрии ключей или неравенстве обмоток lV и W> трансформатора 7 фильтром 5 выделяется напряжение 0*„, которое воздействует на ШИМ таким образом, что напряжение UzÄ стремится к нулю.

Несимметрия ключей по различному влияет на величину выходного напряжения в зависимости от его полярности и амплитудного зна20 чения, Так как данный способ автоматической компенсации дрейфа нуля ИМУ в качестве пробного сигнала использует один из перемножаемых сигналов, проходящий через весь тракт перемножения, то дрейф нуля компенсируется с высокой точностью, независимо от величины и полярности перемножаемого сигнала.

Предмет изобретения

30 Способ перемножения электрических сигналов с применением широтно-импульсной модуляции, отличсиощийся тем, что, с целью повышения точности импульсного перемножения знакопеременных сигналов, разделяют такт

35 работы импульсного перемножителя на два череду ющихся полутакта, пропускают в течение второго полутакта через весь такт один из перемножаемых сигналов, измеряют уровень постоянной составляющей напряжения на вы40 ходе перемножителя и вводят это напряжение в широтно-импульсный модулятор в качестве компенсационной составляющей.

207269

Составитель И. Н. Шувалова

Редактор П. А. Вербова Техред Л. Я. Бриккер Корректоры: И. Л. Кириллова и Т. В. Егорова

Заказ 37/6 Тираж 530 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2