Время-импульсное вычислительное устройство

 

О П И С А Н И Е 296ll9

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства хе—

Заявлено 14.Ч11.1969 (№ 1347285/18-24),ЧПК G 06g 7/22 с присоединением заявки ¹â€”

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министрое

СССР

Приоритет

Опубликовано 12.11.1971. Бюллетень хе 8

Дата опубликования оиисани» 8.1Ч.!971

УДК 681.335(088.8) Авторы изобретения

В. Б. Смолов и Е. П. Угрюмов

Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) г ;,",т ч, - . t, "" 1 ;" 1лГ

Заявитель

ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Предлагаемое устройство может найти применение в аналоговой вычислительной технике.

Известны время-импульсные вычислительные устройства, содержащие операционный усилитель, во входную цепь которого включены последовательно ключ, управл»ющий вход которого связан с источником импульсов, и два резистора, общая точка которых связана с земляной шиной через конденсатор.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что цепь обратной связи операционного усилителя также выполнена в виде последовательно соединенных ключа и двух резисторов, общая точка резисторов связана с земляной шиной через конденсатор, а управляющий вход ключа соединен с источником импульсов через фазоинвертор.

Эти отличия позволили с высокой точностью производить в широких пределах изменения углового аргумента множительно-тангенсного преобразования z=x; tgxq при задании сомножителя х, напря>кением постоянного тока и углового аргумента х> относительной длительностью прямоугольных импульсов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— часть этой схемы, необходимая для пояснения ее работы.

Устройство содержит операционный усилитель 1 постоянного тока, фазоинвертирующий каскад 2, Bxo+FI ю liлемму 8 l cTpollcTBB> l1oil,ключенную к выходу генератора прямоугольных импульсов, ключи 4 и 5, конденсаторы б и 7 и постоянные резисторы 8 — 11.

Входное напряжение U, подано во входную цепь усилителя 1 через последовательное соединение ключа 4 и резисторов 8 и 9, общая точка которых связана с земляной шиной кон10 денсатором 6. Выходное напряжение через цепь аналогичного типа подается на вход усилителя 1 в качестве сигнала обратной связи.

Ключи 4 и 5 управляются противофазно, изменение фазы управляющих импульсов перемеи15 ной длительности производится фазоинвертирующим каскадом 2.

Сопротивление резисторов 9 и 10 — R резисторов 8 и 11 — а R, где а — постоянный коэффициент.

20 Для определения функциональной харакгеристики устройства следует предположить, ITo входная клемма операционного усилителя 1 является потенциально заземле1шой. В этом случае для иахо>кдения напряжения U мож25 по использовать схему, показанную на фиг. 2.

Емкость сглаживающего конденсатора 6 выбирается достаточно большой для того, чтобы пульсации напряже1шя U были малыми. Поэтому напряжение U можно считать постоян30 ным.

296119

U, = — U .

Aqэ Iç

20 потеря заряда равна

Ключ 4 работает с периодом 7 . В течение части периода т он замкнут, в течение осталь ой части периода (T — т) разомкнут.

На интервале т конденсатор б заряжается, причем ток заряда равен

Ug — U) Ug

1э— ай R а на интервале Т вЂ” т конденсатор разряжается, причем ток разряда равен

У

lp ——

B установившемся режиме изменение заряда конденсатора за период равно нулю, т. е. приращение заряда за время т равно потсре заряда за время T — т. Приращение заряда равно

У, Дд, = 1,. (т — -.) = — (т — -.).

Д

Приравнивая Лц и Лдп имеем соотношение

У,— U>(1+ а)

0 =U (! — H), где О = —, а т из которого следует

U„0

О+ а

Применив аналоги нные рассуждения к цепи, расположенной в линии обратной связи операционного усилителя 1 и учтя, что ключ 5 управляется инвертированными по фазе импульсами, т. е. разомкнут на интервале т и замкнут на интервале (Т вЂ” т), можно определить напряжение следующим образом

Uz(1 — О) а+ (1 — О)

Напряжение U; по знаку противоположно

U;, так как операционный усилитель 1 обладает знакоинвертирующими свойствами.

При предположении о потенциальном зазем35

45 лении входной клеммы операционного усилителя 1 условие равенства нулю токов в суммирующей точке принимает для рассматриваемой схемы вид

Подставляя в это условие выражения для

U, и U, и производя несложные преобразования, получим следующую функциональную характеристику устройства

0(а + 1 — О) (1 — 0)(а + О) Если принять постоянный коэффициент а, задающий соотношение между сопротивлениями схемы, равным а=(,8, то функциональная характеристика устройства фиг. будет имегь вид (1 — 0)(1 8 + 0) 2 т. е. совпадет с выражением, которое аппроксимирует функцию тапгенса на интервале 0 — : —: =90 с ошибкой, соответствующей погрешности во входной величине, не превышающей

0,034, т. е. с высокой точностью.

Предмет изобретения

Время-импульсное вычислительное устройство, содержащее операционный усилитель, во входную цепь которого включены последовательно ключ, управляющий вход которого связан с источником импульсов, и два резистора, общая точка которых связана с земляной шиной через конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов изменения углового аргумента, задаваемого относительной длительностью импульсов, цепь обратной связи операционного усилителя также выполнена в виде последовательно соединенных ключа и двух резисторов, общая точка резисторов связана с земляной шиной через конденсатор, а управляющий вход ключа соединен с источником импульсов через фазоинвертор.

296119 Ри8 1 иг. 2

Составитель И, А. Шелипова

Редактор Е. В. Семанова Техред Т. П. Курилко Корректор T. А. Уманец

Заказ 746717 Изд. № 330 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2