Элемент с управляемой проводимостью

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИЛЬСТЬУ

Союз Советских

Социалистичвскмх

Рвспублмк (ti>855671 (61) Дополнительное к авт. свыд-ау(22) Заявлено 2512.79 (21) 2857456/18-24 с присоединением заявки Йо— (23) ПриоритетОпубликоваио 150681„бюллетень 1чо 30

Дата опубликования описания 1 0881 (51)М. Кл.з

G 06 G 7/12

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) ДК 681.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. В. Герасимов, И.A. Никкщенков, С. В. Родионов и В.В.Сальников

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) ЭЛЕМЕНТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в устройствах автоматического регулирования и управления, в кнфор- к мационно-измерительных системах и устройствах, где необходимо выполнение нелинейного дискретно-аналогового преобразования сигналов.

Известен двухполюсный элемент с цифро-широтным управлением проводимостью,. содержащий последовательно соединенные аналоговый ключ и резистор с цифроуправляемой проводимостью, за;иунтированные сглаживающим конденсатором. На управляющий вход ключа поступает IQHM-сигнал с относительной длительностью 9, а на управляющие входы резистора — код с относительным эначениембн 11.

Недостатком данного элемента явля- 2О ется отличие его функциональной характеристики от заданной. Кроме того, он отличается конструктивной сложностью из-за наличия цифроуправляе-

25 мого резистора.

Наиболее близким к предлагаемому является двухполюсный элемент с управляемой проводимостью, содержащй и re нератор опорной частоты, первый и второй многоустойчивые фаэоимпульс-ЗО ные элементы, первые информационные входы которых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты, управляющие входы являются управляющими входами элемента, а вторые информационные входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов подключены к шинам задания опорной частоты, триггер, входы которого соответственно подключены к выходам многоустойчивых фаэоимпульсных элементов, последовательно соединенные первый масштабный резистор и первый однополюсный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, первый вывод первого масштабного резистора и выход первого ключа являются соответственно первым и вторым выводами двухполюсного элемента (.21.

Недостатком данного элемента является невозможность управления средним значением проводимости двухполюсного элемента в соответствии с логарифмическим законом.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет управления проводимостью по логарифмическому закону.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаеьый двухполюсный элемент

855671 вход которого подключен к выходу триг30

50

65 с управляемой проводимостью содержит включенные между его выводами параллельно соединенные второй масштабный резистор и первый сглаживающий конденсатор, параллельно которым подключена цепочка из последовательно соединенных третьего масштабного резистора, четвертого масштабного резистора и второго ключа, управляющий гера, объединенные выводы третьего и четвертого масштабных резисторов через второй сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в расширении функциональных возможностей данного устройства за счет обеспечения логарифмического закона управления средним значением проводимости элемента с помощью дополнительной коммутируемой резистивно — емкостной цепи, среднее значение проводимости которой позволяет приближенно воспроизводить логарифмический закон управления.

На фиг. 1 приведена функциональная схема элемента с управляемой проводимостью, на фиг. 2 — график изменения погрешности аппроксимации логарифмической зависимости.

Элемент с управляемой проводимостью содержит первый сглаживающий конденсатор 1, последовательно соединенные первый масштабный резистор

2 и первый однополюсный ключ 3, второй масштабный резистор 4, последовательно соединенные третий масштабный резистор 5, четвертый масштабный резистор б и второй однополюсный ключ 7, второй сглаживающий конденсатор 8, триггер 9, первый и второй многоустойчивые фазоимпульсные элементы 10 и 11, генератор 12 опорной частоты, выход которого подключен к первым информационным входам многоустойчивых фазоимпульсных элементов, вторые информационные входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов

13 и 14, управляющие входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов 15 и 16, шину 17 нулевого потенциала.

Элемент работает следующим образом.

На первые информационные входы многоустойчивых элементов 10 и 11 поступают с выхода генератора 12 импульсы высокой частоты f. На выходе многоустойчивого элемента 10, подключенного к первому входу триггера

9, появляются импульсы с частотой

F = f/n (где и — коэффициент де1 ления многоустойчивого элемента), совпадающие по времени с одним из импульсов последовательности f.Ñäâèã по фазе последовательности относительно опорной последовательности

Fp, формируемой на выходе многоустойчивого леманта )1, подключенного ко

t0

45 второму входу триггера 9, определяет число N, записанное в элементе 10 по входу 13. Запись нового значения этого числа в элемент 10 производится в момент времени, сдвинутый относительно моментов появления импульсов Fo на количество квантов 1/f равное записываемому числу. В результате того, что последовательности F и F подаются на разные входы триггера 9, один из его выходов находится в единичном состоянии в течение времени, пропорционального записанному в многоустойчивом элементе 10 числу N. Остальное время периода на этом выходе — нулевое состояние. Таким образом, на выходе триггера 9, подключенном к управляющим входам ключей 3 и 7, формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью Ъ =СОN (где ьо = Nf) и периодом повторения Т = 1/FO . Поскольку длительность этих импульсов пропорциональна управляющему коду И, то можно их рассматривать как широтно-модулированный импульсный сигнал с относительной длительностью & = /Т (ШИМ-сигнал) .

ШИМ-сигнал управляет средними значениями проводимостей импульсноуправляемых резисторов, представляющих собою цепочки из последовательно соединенных ключа 3 и масштабного резистора 2, ключа 7 и масштабного резистора 6. Сглаживающие конденсаторы 1 и 8 обеспечивают подавление высших гармоник напряжений, возникающих при коммутации ключей 3 и 7.

За счет этого элементы оказываются развязанными по переменному току, что позволяет рассматривать только средние значения их проводимостей.

Сглажиьающий конденсатор 1 обеспечивает развязку по переменному току элемента в целом и внешней по отношению к нему цепи, подключенной к зажимам а и б, а конденсатор 8 развязку масштабного резистора 4 и импульсно-управляемого резистора, образованного масштабным резистором

6 и ключом 7. В связи с отмеченным проводимость элемента в целом по среднему значению можно представить в виде суммы проводимостей трех параллельно включенных цепочек: импульсно-управляемого резистора, образованного масштабным резистором 2 и ключом 3, последовательно соединенных операционного резистора 5 и импульсно-управляемого резистора, образованного масштабным резистором б и ключом 7 и,наконец масштабного резистора 4. Получена функциональная . характеристика элемента в целом, описываемая выражением

855671

Формула изобретения

15 где G G G u G — проводимости соот2 ъ 4 ветствующих параллельных цепочек, — относительная длительность широтноимпульсного сигнала,управляющего ключами.

По этому выражению реализуется предлагаемый элемент с управляемой проводимостью, 1О

Достоинством предлагаемого элемента по сравнению с известным является возможность реализации логарифмического закона управления средним значением проводимости, что позволяет строить различные нелинейные по отно- 5 шению к управляющему воздействию цепи, а также высокая надежность, обусловленная простотой схемы, помехоустойчивость, вытекающая из принципа усреднения широтно-модулированных па- 2р раметров,и технологичность» что следует из однородности его структуры.

Элемент с управляемой проводимостью, содержащий генератор опорной частоты, первый и второй многоустойчивые фазоимпульсные элементы, первые информационные входы которых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты, управляющие входы являются управляющими входами элемента, а вторые информационные входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов подключены к шинам задания опорной частоты, триггер, входы которого соответственно подключены к выходам многоустойчивых фазоимпульсных элементов, последовательно соединенные первый масштабный резистор и первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, первый вывод первого масштабного резистора и выход первого ключа являются соответственно первым и вторым выводами элемента с управляемой проводимостью, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет управления проводимостью по логарифмическому закону, элемент содержит включенные между его выводами параллельно соединенные второй масштабный резистор и первый сглаживающий конденсатор, параллельно которым подключена цепочка из последовательно соединенных третьего масштабного резистора, четвертого масштабного резистора и второго ключа, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, объединенные выводы третьего и четвертого масштабных резисторов через второй сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 359755, кл. G 06 J 3/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 289424, кл. G 06 3 3/00, 1971 (прототип).

855671

u ) i ооооа

++698 хо фиа. 2

Составитель Т. Сапунова

Техред С. Мигунова Корректор В. Синицкая

Редактор Н. Иинко

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6916/70 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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