Бигармоничное синусно-косинусное множительное устройство

 

6Млввтека М,А

1111660064

Оп ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вава Советских

Социалистичесних

Реслублин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а (61) Дополнительное к авт. свид-B) (22) Заявлено 04.04.77 (21) 2475129/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень М 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (51) М, Кл."б 06G 9/00

Государственный комитет (53) УДК 681.335.514 (088.8) ло делам нзссретеннй и аткрытнй (72) Автор изобретения

A. Б. Лукашенок

Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) БИГАРМОНИЧНОЕ СИНУСНО-КОСИНУСНОЕ

МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговым электромеханическим вычислительным устройствам, предназначено для умножения произвольных сигналов, заданных электрическими напряжениями, на синусно-косинусные функции первых двух гармоник (т. е. íà sin t и cos cot, sin 2со1 и cos2cot) и может использоваться в аппаратуре гармонического анализа, например, для экспериментального исследования нсстационарных аэродинамических характеристик моделей летательных аппаратов методом вынужденных колебаний, в частности с использованием внутримодельных множительных устройств.

Известны электр омеханические синуснокосинусные множительные устройства.

В одном из известных устройств умножение электрических сигналов на синус и косинус необходимой гармоники и осуществляется с помощью дифференциальных мостовых схем с фоторезисторами, каждый из которых отделен от соответствующего осветителя вращающимся диском со светонепроницаемым шаблоном, выполненным по закону требуемой гармонической зависимости в полярной системе координат, причем фоторезисторы каждой мостовой схемы размещены друг относительно друга вдоль окружности под углом (2m — 1) т/и, а фоторезисторы разных мостов — под углом (2zzz — 1)п/2п, (т=1, 2, 3, ... и m(n) (1).

Недостатками устройства является следующее: во-первых, ограниченное число каналов умножения, максимум которого кратен порядковому номеру п гармоники гармонических зависимостей; во-вторых, необходимость иметь набор

10 сменных крышек корпуса, поскольку при и) 3 для удобства размещения фоторезпсторов и осветителей, диаметры их существенно возрастают, а это в каждом случае сопряжено с дополнительными затратами

15 времени для конструктивной переборки устройства; в-третьих, сложность перемонтажа фоторезисторов и осветителей с изменением порядкового номера гармонической зависи20 мости и необходимость после этого в дополнительной юстировке светооптических трактов.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является бигар25 мопичное спнусно-косинусное множительное устройство, содержащее два дифференциальных фоторезистивных моста, входные диагонали которых подключены к источнику входного напряжения, а выходные диаЗО гонали — соответственно к первому и вто660064

3 рому выходам устройства, прямоуго;. ьные светочувствительные слои фоторезисторов дифференциальных фоторезистивных мостов, оптически связанные через модулятор и линейный конденсатор с источником света, установлены встык один над другим в плоскости, параллельной оси вращения модулятора, выполненного в виде двух эксцентрично расположенных под углом 90 непрозрачных цилиндров (2).

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет производить одновременное умножение электрических сигналов на синусно-косин, c! Iblc функции первой и второй гармоники. Для вы- 15 полнения этого требуется использование двух подобных мноэкительных устройств, причем их валы должны быть связаны через редуктор с коэффициентом редукции, равным двум, который вносит в работу го- 20 грешности за счет механических люфтов.

Кроме того, трудно добиться точного согласованного (синхронногo) вращения валов эксцентриковых модуляторов обоих устройств. 25

Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритов устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены сумматор, делитель 30 входного напряжения и два дополнительHIIx фоторезистивных моста, входные диагонали которых подключены к выходным диагоналям основных дифференциальных фоторезистивных мостов, выходная диаго- 35 наль одного дополнительного дифференциального фоторезистивного моста связана с третьим выходом устроиства, а выходная диагональ другого подключена к первому входу сумматора, связанного вторым вхо- .<0 дом с выходом делителя входного напряжения, а выходом — с четвертым выходом устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — его элект- 45 рическая схема.

Устройство содержит вращающийся вал

1, непрозрачные цилиндры 2, 3 модулятора, установленные на общем валу 1 под углом 90 один относительно другого, ис- 50 точник света 4, снабженный линейным конденсатором 5, предназначенным для создания равномерного светового потока, восемь фоторезисторов 61 — 68 с идентичными характеристиками. Диаметры цилиндров 2 и 55

3 модулятора не превышают высоты светочувствительных площадок фоторезисторов

6. Фоторезисторы 6 включены попарно в смежные плечи основных 7, 8 и дополнительных 9, 10 дифференциальных фоторе- 60 зистивных мостов (фиг, 2). В другие два плеча мостов 7 — 10 включены постоянные резисторы 111 — 11 . Фоторезистивные мосты 7 и 8 соединены общей диагональю и подключены вместе с делителем 12 вход- 65 ного напряжения к источнику входного напряэкения U (t) 13, а другие диагонали этих мостов связаны соответственно с первым

14I и вторым 14> выходами устройства и с соответствующими входными диагоналями фоторезистивных мостов 9 H 10. Выходная диагональ моста 9 совflHI;c«a с 1pc! I,H выходом 14э устройства, а выходная диагональ моста 10 соед;1нена с четвертым выходом 144 устройства через cумматор 15, к другому входу которого подключен выход дел1пеля 12 входного напряжения, уменьшающего вдвое Hxol!!0II сип:ал источника 13.

Работает устройство c:lñ;I "c:цим сбразом.

При вращении ва,-1а 1 с угловой скаростью оэ цилиндры 2 н 3 модулятора модулируют световые 11отс Н, падающие ст источника Гвстa 4 через конденсатор 5 на фоторезисторы 6 110 законам синуca:. КосНнуса и основной (первой) гарх.ониKII, причем попарно дифференциaëüêo.

Соответственно пропорционально этим законам модуляции световых потоков изменяются сопротивления фоторсзпсторов 6

RI(!) -I(

Согласно теории чстырехпле шы: омических мостов, сигналы, снимаемые с и: выходных диагоналей, будут IlponoplIHoíaëüны произведениям вход11ых сигналов на (11 с НК11»I ИЗ МС11CIII!и СО!. 1! u ra!В -iCIIHi . а КтИВных плеч.

В результате, выходные сип1алы фоторезистивных мостов 7 — 10 б"дхт пвопозциональны: для моста 7 — U.,(t) U(t) sin: t, д. 1Я MDCTñl 8 — Ь U(/) сов /) для моста 9--U,(t) . U(t}ños:. t sin«)tз1п 2.. t - U(t} sin 2 t, fi (ii для мост11 10--U,,(t) U(i sin«;t sin

U (/) sin /.

На входе сумматора 15 подклкэчены I3 противофазе два электрических сигнала, пропорциональные U (. ) sin et u U (t) /2, поэтому его выходной сигнал будет пропорционален

U„(t, И Я з1п шt (1 — 2sin I 3} U(t)cos2 сt.

U (t}

Таким образом, при непрерывном вращении вала 1 с цилиндрами 2, 3 модулятора с постоянной гловой скоростью 0э, с

660064 выходов устройства 14 снимаем электри еские сигналы, пропорциональные произведениям входного сигнала на синусно-косинусные функции первой и второй гармоники, т. е. U(t) sin cot, U(t) cos cot, U(t) sin 2оИ, U(t) cos 2 t, которые синхронны между собой, так как угол фазового сдвига между цилиндрами 2, 3 модулятора в 90 механически выдерживается с высокой точностью и сохраняется в каналах обоих гармоник. При этом само бигармоничное синусно-косинусное множительное устройство отличается простотой и компактностью конструкции, малыми габаритами в направлении, поперечном оси вра- 15 щения вала 1. Для увеличения числа каналов умножения в кратное число раз возрастает число фоторезистивных мостов 7—

10, а следоватстло. число дифференциально сопряженных liap фоторезисторов 6, и -" 0 пропорционально удлиняются цилиндры 2, 3 модулятора.

Формула изобретения

Бигармоничное синусно-косинусное мно- 25 жительное устройство, содержащее два дифференциальных фоторезистивных моста, входные диагонали которых подключены к источнику входного напряжения, а выходные диагонали — соответственно к 3,) первому и второму выходам устройства, прямоугольные светочувствительные слои фоторезисторов дифференциальных фоторезистивных мостов, оптически связанные через модулятор и линейный конденсор с источником света, установлены встык один над другим в плоскости, параллельной оси вращения модулятора, выполненного в апде двух эксцентрично расположенных под углом 90 непрозрачных цилиндров, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения габаритов устройства, в него введены сумматор, делитель входного напряжения и два дополнительных фоторезистивных моста, входные диагонали которых подключены к выходным диагоналям основных дифференциальных фоторезистивных мостов, выходная диагональ одного дополнительного дифференциального фоторезистивного моста связана с третьим выходом устройства, а выходная диагональ другого — подключена к первому входу сумматора, связанного вторым входом с выходом делителя входного напряжения, а выходом — с четвертым выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 374614, кл. G 06G 7/16, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 527718, кл. G 06G 9/00, 1974.

660064

1в

7.ф шпиг 2

Корректоры: Л. Орлова и F.. Осипова

Редактор С. Равна

Сссгавитель Ю. Козлов (;lil01p3,pl.)I пр. Сапунова, 2

Заказ 556/17 Изд. ¹ 267 Тираж 779 Подписное

11ПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и покрытий

113635. Москва, Ж-35, Рву нская на6, д. 4, 5