Суммирующее устройство

 

Союз Советскнк

Социалистические

Республнн

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ii 955121 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.10.80 (21) 2996001/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.82 (51)М. Кл.

Q 06 G 9/00

)Ьеударстееиив|й комитет

СССР

ho делам изобретений и открытий (53) УДК681, .325,5 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Б. Лукашенок

Рижский Краснознаменный институт инженеро

I гражданской авиации им. Ленинского комсомолИ

"й (7I) Заявитель (54) СУММИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговым вычислительным устройствам, предназначено для суммирования нескольких электрических сигналов и может быть исполт зовано, например, в аппаратуре гармонического анализа различных процессов, в частности для исследования нестационарных аэродинамических характеристик летательных аппаратов в аэродинамических трубах методом вынужденных колебаний.

Известны вычислительные устройства, использующие серийные операционные усилители аналоговых вычислительных машин (11

Недостатками устройств являются сравнительная сложность электрической схемы, громоздкость конструкции, существенная энергоемкость, невысокая точность при низких уровнях суммируемых сигналов, а также специфические трудностн сопряженИя с конкретной существующей аппаратурой гармонического анализа для аэродинамических экспериментов.

Известны также суммирукецие устрой- ства, базнрукоциеся на электрических мостах с чувствительными элементами, например, фоторезисторами, реализукецие

5 свойство одинарных (четьтрехплечных) мостов постоянного то Я вЂ” осуществлять суммирование функций изменения сопро- тивлений элементов активных плеч каж- дой своей половины, кратких слагаемым сигналам, причем управляющим воздействием явлются механическое перемещение (2j

Недостатками подобных устройств являются необходимость в дополнительных электромеханических преобразователях, что, соответственно, усложняет их конструкщпо, особенно с ростом числа каналов суммирования, и вносят в исходный . результат амплитудно-фазо-частотны е

2о искажения.

Известны также аналоговые вычислительные устройства, в которых входные электрические сигналы изменяют оптическую плотность электроотттических свето121 4 смежных плеч каждого из которых включены ограничигельные резисторы, первые диагонали преобразующих мостов соединены с выходами соответствукзцих источников суммируемых сигналов, а вторые диагонали подключены к соответствуюащм выходам источника постоянного натгряжения, суммирующий мост, состоящий из двух ограничительных резисторов первого и второго фоторезисторов, включенных в смежные плечи, одна диагональ суммирующего моста подключена к соответствующим выходам источника постоянного напряжения, а вторая диагональ связана с входами индикатора суммы, и источник света, во вторую пару смежных плеч всех преобразующих мостов введены соответственно первый и второй электрооптические светофильтры причем первые и вторые электрооптические светофильтры установлены последовательно между источником света и соответственно первым и вторым фоторезисторамн суммирующего моста, а источник света выполнен с постоянной интенсивностью излучения.

На фиг. 1 дана структурная схема суммирующего устройства; на фиг. 2— оптоэлектронный узел.

Суммирующее устройство содержит ряд преобразующих мостов 1 с ограничительными резисторами 2 и электрооптическими светофильтрами 3 в смежных плечах, первые диагонали которых соединены с соответствующими источниками 4 суммируемых сигналов, а вторые диагонали подключены к выходам источника 5 постоянного напряжения, суммирующий мост

6 с ограничительными резисторами 7 и первым и вторым фоторезисторами 8 и

9 в смежных плечах, первая диагональ которого подключена к источнику 5 постоянного напряжения, а вторая диагональ соединена с индикатором 10 суммы, и источник 11 света постоянной интенсивностью излучения. Электрооптические светофильтры 3 образуют два последовательных набора, каждый из которых включает элементы идентичных (по знаку восприятия} плеч преобразующих мостов 1.

Цель изобретения - повышение точности работы суммируккцего устройства. 33

Поставленная цепь достигается тем, что в суммирующее устройство, содержащее преобразующие мосты, в первую пару

3 955 фильтров, включенных в преобразующие мосты, а сами светофильтры распопожены на пути луча света перед фоторезисторами, формирующими выходной сигнал (3)

Недостатком устройства является наличие в них механического модулятора, который не позволяет обеспечить высокого быстродействия и достаточной точности, Наиболее близким к предлагаемому 10 по технической cylltHocTH является устройство для суммирования сигнапов, содержащее суммирующий мост на езисторах в каждом плече, которые оптически связаны с соответствукмцими выходами осветительных блоков, первая диагональ суммирующего моста соединена с. источником постоянного напряжения, а вторая является выходом устройства, и источники суммируемых сигналов, при 20 этом в нем осветительные блоки выполнены в виде дифференциальных мостов, в смежные плечи которых включены резисторы и источники света, первая диагональ суммирукнцего моста соединена с, 2$ первыми диагоналями дИфферент иальных м остов, вторые диагонали которых подключены к соответствующим источникам суммируемых сигналов, причем источники света и соответствующие фоторезисто- 30 ры суммирующего моста образуют. оптоэлектронные пары, каждая из которых размещена в соответствующей секции светонепроницаемого корпуса (41

Существенным недостатком этого устройства является низкая точность работы, особенно при суммировании нескольких сигналов. Это связано с нелинейностью характеристик излучения источников света дифференциальных мостов осветительных блоков. Сравнительно сложной является конструктивная реалирация устройся ва в связи с необходимостью обеспечения разделения световых трутов образуемых оптоэлектронных пар, кроме того, не отличающаяся компактностью. Невысока надежность используемых источников света при их работе в динамическом режиме, что негативно отражается на рабе тоспособности устройства, при этом наличие большого их числа приводит к ошибкам из.юа температурных фпуктуа« ций, Электрооптический узел (фиг. 2) устройства состоит из размещенных в едином корпусе осветителя 11, снабженного конденсатором 12, служащим для создания равномерного светового потока, двух наборов электрооптических светофильтров

3, преобразующих мостов 1 H фогорезисторов 8 и 9 суммирующего моста 6.

Электрооптическне светофильтры 3 рас5 955 положены послойно в наборах, через которые соответствующие фоторезисторы

8 и 9 суммирующего моста 6 оптически сопряжены с источником 11 света.

Работа суммирующего устройства 5 осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии преобразующие мосты 1 и суммирующий мост 6 находятся в сбалансированном режиме, т.е. когда сигналы с источников 4 не подают- !О ся в устройство, индикатор 10 суммы показывает ноль.

При поступлении суммируемых сигналов в преобразующие мосты 1 происходит изменение оптической плотности (про-15 зрачности) их электрооптических светофильтров 3, причем противофазно (дифференциально) в разных смежных плечах.

За счет того, что все электрооптические светофильтры 3 последовательно послой- zo но совмещены в двух наборах расположенных в электрооптическом узле устройства между осветителеь 11 и фоторезисторами 8 и 9 суммирующего моста 6, Это IIpHBOpHT К IlpOHOpUHOHBJIbHbIM Изме- Я5 нениям световых потоков, падающих на фоторезисторы 8 и 9, и соответственно их сопротивлений. В результате происходит разбаланс моста 6 и на его выходе получаем сигнал, кратный сумме поступающих на вход устройства слагаемых сигналов, фиксируемый индикатором 10.

Работе устройства присуща высокая точность, прежде всего, в связи с рациональным применением в преобразующих мостах 1 электрооптических светофильтров,3, обладаксцих хорошими динамическими свойствами. Этому способствует также достигнутый в электрооптическом узле устройства благоприятный температурный режим. Расположение всех электрооптических светофильтров 3 в двух последовательных (послойньrx) наборах исключает паразитное взаимовлияние друг на друга каналов суммируемых сигналов.

В целом устройство выделяется высокой чувствительностью, сравнительной простоTo%, так как базируется на четырехплечных мостах постоянного тока, удобно в

121 4 настройке и в эксплуатации, обладает хорошей надежностью работы.

Формула изобретения

Суммирующее устройство, содержащее преобразующие мосты, в первую пару смежных плеч каждого из которых включены ограничительные резисторы, первые диагонали преобразукецих мостов соединены с выходами соответствукацих источников суммируемых сигналов, а вторые диагонали подключены к соответствующим выходам источника постоянного напряжения, суммирукпций мост, состоящий из двух ограничительных резисторов и первого и второго фоторезисторов, включенных в смежные плечи, одна диагональ суммирующего моста подключена к соответствующим выходам источника постоянного напряжения, а вторая диагональ связана с входами индикатора суммы, и источник света, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, во вторую пару смежных плеч преобразукпцих мостов включены дополнительно введенные соответственно первый и второй электрооптические светофильтры, причем первые и вторые электрооптические светофильтры установлены последовательно между источником света и соответственно первым и вторым фоторезисторами суммирук|шего моста, а источник света выполнен с постоянной интенсивностью излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коган Б. Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. М., ГИФМЛ, 1963, с. 62.

2. Патент США hh 3300630, кл.235-194, опублик. 1967.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2933427/ 1 8-24, кл. (. 06 5 99//0000, 30.05.80, .4. Авторское свидетельство СССР

Ж 783812, кл. Cj 06 G 9/00, 1979 (прототип).

955121, (Риг. 1

Риа.2

Составитель Ю. Козлов

Редактор М. Янович Техред Т.Мат очка Корректор Г. Решетник

Заказ 6440/56 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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