Многоканальное устройство для умножения электроческих сигналов на гармонические зависимости

Авторы патента:

G06G9 - Аналоговые вычислительные машины (аналоговые оптические вычислительные устройства G06E 3/00; компьютерные системы, основанные на специфических вычислительных моделях G06N)

60I7I7

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 03.01.74 (21) 1984856/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ” (43) Опубликовано 05.04.78. Бюллетень ¹ 13 (45) Дата опубликования описания 24.05.78 (51) Ч.Кл. G 06 G 9 00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УД1(681.335.5 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявители

А. Б. Лукашенок, H. Н. Тюнин и Ю. М. Котолевский

Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола и Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации «Аэропроект» (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

НА ГАРМОНИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ

1 2

Изобретение относится IK аналоговым электромеханически м вычислительным устройствам, предназначено .для одновременного умножения нескольких п роизвольных электрических сигнало в на гармонические зависимости

sin ncot и,cos ncot и может использоваться в гармо нических анализаторах для исследований нелинейных характеристик различных с бъакто в.

Из|вестны устройства для умножения элак- 10 тричес ких сигналов на гармоничеокие зави с и м о сти.

Одно из извастных устройств содержит элект ромеханические гене ратор но-м ножительные стройства умножения анализируемы:, 1б сигналов на гавмонические зависимости на базе тензамостов (1).

Одна ко в подобных успройсгвах наблюдается огра ничанный частотный диапазон (не более 50 Ги) и низкий уровенывыходных сиг- 20 палов (парядка 10 "вЂ” 10 Л).

При умножении исследуемых сигналов на

;высшие гармонические составляющие в указанном устройстве необходимо иопользование павышающих реду кторов, что в носит дополнительные пограшности tB ра боту устройства за счет имеющихся люфтав.

Кроме того, в устройстве низкая надеж,ность элемантов конструкции.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению я вляется устройство для умножения электрических сигналов на га рмоннчеокпе зависимости, содержащее модулнруюший блок, выполненный в вндс цилиндрнчаокого корпуса,,внутри которого на осн вращения установлен прозрачный модулпрующий диск с концентрнчно расположенвымн на нем непрозра|чнымн шаблонами непреры вных гармоничеокнх зависимостей, осветители, уста,новленные вдоль окружности под углом т, 2 один относительно другого н оптически связан ные через прозрачный модулнрующий диск с соответст1вующнмп п реобразующнмн блоками, фотарезнсторы,которых включены в смежные плечи соединенных попарно обшей диагональю паремножающнх дифференциальных фоторезистивных мостов, общая диагональ которы.; я вляется соответствующим сигнальным IBходом усъ1ройcTBà, а другие диагонали являются соответственно с1пнусными и косину сными выходамп устройстза (2).

Однако это устройство имеет ограниченное число каналов умножения, максимум .которого кратен порядковому номеру и гарманики гармонических за внсимостей. Кроме того, здесь необходн мо иметь набор смененных крышек кор пуса, поскольку при и)3 для удобства размещения фоторезпсторов и осветителей ке, при этом все фоторезисторы располагаются вдоль окружности корпуса устройства le одной плоскости на одном и том же радиальном раостоянии от этой оси. Шифрина непрозрачных профилей ра вняется расстоянию между серединами светочу1вспвительных площадок соседних фоторезисторов,в блоке. Максимальное значевие амплитуды га рмонических функций в полярных координатах равняется половине высоты оветочу1вст вительной площадки фоторезистора.

Электрическая часть устройства (фиг. 2) содержит 2k (k вЂ” число каналов умножения) фоторезистивных мостов 11, содержащих

5 фоторезисторы 12,в активных плечах и резисторы 18 B пасси нных плечах.

На фиг. 3, а и б показан вид устройства со сторонь. шторки б. Вид со старины шторки 5 аналогичен, 0 В зависимости от порядка и фоторезисторы в преобразующих блоках 9 соединяются между собой следующим образом.

Для нечетных га рмоник вЂ” первый со вторым, а тре1ий с четвертым, при этом .все преосразующие блоки 9 на крышке 4 и на шторке б располагаются взаимно перпендикулярно (фиг. 3 а> первое поло>кение фиксатора 8).

Для четных гармоник фоторезистсры в преобб IOKax 9 сосяHHFIIQTcH пе рвыЙ третьим, а второй с четвертым и шторка б сдвигается на угол л14 (фиг. 3 б, второе положение фиксатора 8). Модулирующий диск

2 каждый раз вы би рается с соответствующими непрозрачными шаблонами. Вследствие

5 того, что шторки 5 и б смещаются согласно, углы расположения осветителей 10 при и=1 п=2 будут равны л/2.

Работа устройства iH его настройка происходят следующим образом.

О Ззкрепи!в на крышке 8 и шторке 5 осветители 10 под неизмененным углом ч/2 с одной стороны, а оптичеоки с ними связанные соответствующие преобразующие блоки 9 вЂ” с противоположной стороны, делается монтаж электрической схемы, юстпровка оптических систем и жесткое соединение шторок 5 и б с многоконтактным переключателем.

К входным диагоналям каждой пары фоторезистивных мостов подключаются сигналы

UF,(t) вЂ” один из сомножителей (фиг. 2). Вто1рым сомножителем является синус (sin иЫ) и косинус (cos na>t) угла поворота вала 1 с модулирующим диском 2, который с помощью непрозрачных ша блондв меняет световые потоки фоторезисторов, что влечет к пропорциональному измананию приращений их сопротивлений.

На фогорезистианых мостах осуществляется перемножение входного на п ряжения на сигнал, зависящий от прира щения сопротивлений активных плеч. В результате на выходных диагîíà IHx фоторезистивных мостов, являющихся выходами устройства, получаем сипналы произведений, пропорциональные

U>,(t) siII nut и UI,(t) cos >гЫ. диаметры Нх существен но:возрастают, а это в каждом случае сопряжено с дополнительными затратами времени для консгруктивной переборки устройcTIBB. Сложен перемонтаж фоторезисто ров и осветителей с изменением порядкового номера гармонической зависимое ги. После перемонтажа необходима до полнительная 1остиро вка светооптиче cKHx тракте в.

Целью изобретения является уменьшение времени настройки устройства для умно>кения электрических сигналов на гармонические функции ра зных гармоник.

Для этого в устройство введены две шторки, вьиполне нные IB,âèäå полудиоков, ша рнир- 1 ,но закрепленных на оси вращения с двух сто,p0H,KopïócB и связанных скобой, снабженной фиксатором, причем два осветителя размещены на одной што рке вдоль окружности под углом т, 2, а оптически с,нимп связанные со- 2 огвегствующпе преобразующие блоки вЂ” на противолежащей шторке.

На фиг. 1 схсмат11чески изображено п редлагаемое устройство, общий вид;,на фиг. 2вЂ” принци пиальная схема одного из каналов умножения; на фиг. 3 вЂ” схема lpaclioложения прео оразу1ощих блоков на фоторезисторах при у мно>кепии на гармонические зависим. ст.l с и = 1 и n =, а также виды соответствующих непрозрачных шаблонов модулирую щего 3î дпclKa.

Уст рой1ство, состоящее из механической и электрической частей рассматривается на примере трехка нального усгройства умножения, поскольку увеличение числа каналов 3 умно>кения сопря>кено лишь с увеличением колп чест ва фоторезисторо в в преобразующих блоках и с добавлением непрозрачных шаблонов непрерывных гармонических зависимостей геометрически подобного профиля. 4

Устройство содержит вал 1 с укрепленным на нем модулирующим диском 2 из прозрачного материала (например, органичеокоI>o стекла), на котором размещены непрозрачныс шаблоны 2,вЂ” 2, две крышки 8 и 4 с от- 45 верстпями, образующие цилиндрический корпус,,элсмелты 2, 8, 4 образуют мод1улчрующий блок, дзе шторки 5 и б, выпол lcilные в ни де полудисков, шарнирно закрепленные на оси вращения вала 1 с двух сторон .корпуса N и с вязанных между собой скобой 7 с фи ксатором 8, четыре преобразующих блока 9, два из которых размещены на крышке 4, а два на шторке б, четыре осветителя 10, причем два из них раополо>кейны .на крышке 8, а два других - вЂ” на шторке 5.

Непрозрачные шаблоны модулирующего диска 2 име1от профили, представляющие собой гармонические за висимости гармоники требуемого порядка,,построенные в полярных координатах относительно начальных окру>ккостей, радиусы которых равняются расстоянию от ocli вравцвния модулирующего диска

2 до cplpBQHF светочувствительной площадки каждого фоторезистора в преобразующем бло- 55

691717

П1ри изменении порядка гармонической зависимости (например, .нечетного на четный) достаточно сменить модулирующий диск 2 с соопветствующими непрозрачными шаблонами и с помощью поварота .шторок 5 и б íà 5 угол л/4 относительно корпуса зафиксиро|вать их фиксатором 8. В устройст1ве предусмотрена автоматическая коммутация фоторезисторов в преобразующих блоках 9 посредством многоконтактюго переключателя. При этом не 10 нарушается положение оптоэлектронных пар на кор1пусе и на шторках 5, б, а также отпадает необходимость их перемонтажа под нужные углы и в юстировке оптических систем, что в свою очередь приозводит к устранению !5 недостатков, присущих прототипу.

Разработанное многоканальное устройство для умножения электрических сигналов на гармонические за висимости предназ1начено для использования в аппаратуре гармониче- 20 ского анализа для исследования нестационарных характеристик моделей летательных аппарато1в в аэродина1мических трубах методом вынужденных колеба ний. Уменьшение времени настройки устройства на подготовку его 25 для умножения на др .гие гармонические без остановки ра боты аэродинамической трубы с целью сохранения идентичности па раметров приносит существенную экономическую эфф е1ктиан ость. 30

Формула изобретения

Многоканальное, стройство для умножсния электр11 1сских спГналйв на гармОнические зависимости, содержащее модулирующий блок, выполненный в виде цилиндрического корпуса, внутри которого на оси вращения установлен прозрачный модулирующий диск с к)нцентрично:)аспОло?кенными на нем непрозрачными шаблонами непрерывных гармо. ,нических зависимостей, осветител1И, установленные вдоль окру)к1остп под углом .т/2 один

ОтНОС;1тЕЛ1- НО ДРУГОГО И ОПТИЧЕСКИ СВЯЗаННЫЕ через прозрачньш модулирующий диск с соответствующими преобразующими блоками, фоторезисторы которых включены в смежные плечи соединенных папарно общей диагональю;перемножающих дифференциальных фоторезистивных мостоз, оощая диагональ которых является соответсгвующнм спг нальным входом устройства, а другие диагонали являются соответственно синуоными и КосНнусными выходами устройспва, отл ич а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени настройки устройства, в него введены две шторки,,выполненные в виде полудисков, шарнирно закрепленных на оси .вращения с двух сторон корпуса и связанных акобой. снабжен ной фиксатором, причем два осветителя размещены на одной шторке вдоль окружности под углом л/2, а оптически с ними связанные соответствующие преобразующие блоки вЂ” на противолежащей шторке.

I стсччики информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 306412. кл. G 06 G 7, 16, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

К> 374614, кл. G 06 G 7 16, 1970 (прототип).

;Oii17

I !

1 р ,Ъ

Фиг. Г

Л/ь

/б

1 . .