Формирователь квантованного по уровню напряжения ступенчатой формы

(54)(57) ФОРМИ ПО УРОВНЮ НАПР ФОРМЫ, содержащ элемент ипосл ные интегратор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3590884/18-24(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 231232, кл.С 06 6 7/26, 1967.2. Коган Б,Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования, М., Физматгиз.1959, с.388, рис. 214 б(прототип). ОВАТЕЛЬ КВАНТОВАННОГО ЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ ий сумматор, релейный довательно включен- и инвертор, подсоеди ненный выходом к первому входу сумматора, второй вход которого является входом формирователя о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыщения точности и быстродействия, он содержит дифференциатор, источник постоянного напряжения, два выпрями- тельных диода и компаратор, первый вход которого подключен к источнику постоянного напряжения,второй вход- через выпрямительные диоды соответственно к выходам интегратора и инвертора, а выход-ко входу релейного элемента, вход дифференциатора соединен со входом формирователя, а его выход подключен ко входу интег- ратора, параллельно интегрирующему Я конденсатору которого включен замыкающий контакт релейного элемента,выход сумматора является выходом формирователя. С:Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Известно устройство аналогоступенчатого преобразователя напряжения, содержащее первый и второй масштабные усилители, сумматор запоминающее устройство, диодные ограничители, поляризованное реле, разделительные диоды 13.Недостатками этого устройства являются экспоненциальный характер 10 нарастания фронтов ступеней, низкая точность преобразования входного аналогового напряжения в ступенчатое напряжение на выходе, вследствие наличия в устройстве нелинейных 15 элементов с зоной нечувствительности, получение ступеней разной высоты при нелинейно изменяющемся входном напряжении.Наиболее близким к предлагаемому является формирователь напряжения ступенчатой формы, содержащий последовательно соединенные сумматор, нелинейный элемент, являющийся моделью линейной характеристики с зоной нечувствительности и гистерезйсом, элемент с зоной нечувствительности и интегратор, Выход интегратора, являющийся выходом формирователя, соединен отрицательной обратной связью со вторым входом суммато ра-дискриминатора, на первый вход которого поступает непрерывное входное напряжение Г 2.)Недостатками этого формирователя являются пологий, линейно-нарастающий фронт ступеней, что уменьшает быстродействие формирователя, зависимость высоты ступеней от соотношения скоростей изменения напряжения на входе и выходе и, следовательно, получение ступеней разной высоты при,переменной скорости изменения напряжения на входе.Целью изобретения является повышение точности и быстродействия формирователя. 45Поставленная цель достигается тем, что формирователь квантованного по уровню напряжения ступенчатой формы, содержащий сумматор, релейный элемент и последовательно включенные 50 интегратор и инвертор, подсоединенный выходом к первому входу сумматора, второй вход которого является входом формирователя, содержит также дифференциатор, источник постоянного напряжения, два выпрямительных диода и компаратор, первый вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, второй вход через выпрямительные диоды соответственно к выходам интегратора и инвертора, а выход - ко входу релейного элемента, вход дифференциатора соединен со входом формирователя, а его выход подключен ко входу интегратора, параллельно интегрирующему 65 конденсатору которого включен замыкающий контакт релейного элемента, выход сумматора является выходом формирователя.На фиг. 1 приведена блок-схема формирователя квантованного по уровню напряжения импульсной формы; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Формирователь квантованного по уровню напряжения ступенчатой формы содержит дифференциатор 1, интегратор 2, инвертор 3, выпрямительные диоды 4 и 5, компаратор б, сумматор 7, источник постоянного напряжения, 8, релейный элемент 9, в качестве которого может применяться, например, двухпозиционное поляризованное реле 10 с замыкающим контактом 11. Интегратор 2 содержит интегрирующий конденсатор 12, усилитель 13 и резистор 14.Формирователь квантованного по уровню напряжения работает следующим образом.Входное непрерывное напряжение Оз подлежащее квантованию по уровню, поступает на второй вход сумматора 7 и на вход дифференциатора 1, с выхода которого напряжение О ( фиг.2 б) поступает на вход интегратора 2, а с выхода интегратора напряжение Ог фиг, 2 в)при положительной полярности поступает через выпрямительный диод 4, а при отрицательной полярности - через инвертор 3 и выпрями- тельный диод 5 на второй вход компаратора б. Таким образом, на втором входе компаратора напряжение всегда имеет положительную полярность, На первый вход компаратора поступает отрицательное напряжение - О от источника постоянного напряжения, В исходном состоянии ООг и под действием напряжения на выходе компаратора б поляризованное реле 10 срабатывает и размыкает свой контакт 11, включенный параллельно интегрирующему конденсатору интегратора. По мере увеличения напряжения О на выходе интегратора 2 суммарное йапряжение на входах компаратора О=О -О уменьшается и при О =0 в момент времении фиг. 2 в )Ог=О 11)Полярность напряжения на выходе компаратора скачком изменяется. При этом контакт 11 поляризованного реле 10 замыкает накоротко цепь обратной связи интегратора 2 и конденсатор 12 разряжается скачком, так как постоянная времени цепи разряда Т= =ЙСг=0, так как в цепи замкнутого контакта 11 сопротивление К=О.При этом напряжение Ог на выходеинтегратора скачком и становитсяравным нулю, на выходе компаратораТираж ИПИ Государст по делам иэоб 035, Москва,Подписное о комитета СССР й и открытийРаушская наб., д.4:Г 6 н Т 3 Зака тная,4 Филиал ППП Патент" ул. Про г скачком изменяется полярность напряжения на первоначальную, реле 10замыкает контакт 11 и на выходеинтегратора снова появляется нарастаюцее с нуля напряжение и т.д. Такимобразом, на выходе интегратора обраэуются импульсы напряжения с амплитудой Ои, которые через инвертор 3(фиг.2 г)поступают на первый вход сумматора 7. 1 ОИэ фиг. 2 видно, что в моменты времени 1, ,1; на выходе формирователя формируется квантованное по уровню ступенчатое напряжение. Ф ронт ступеней вертикальный, Напряжение на выходе в начале каждой ступени равно напряжению на входе формирователя. Ступени имеют равную высоту. Для изменения высоты ступени достаточно изменить напряжение на выходе источника постоянного напряжения,Максимальное число ступеней . на выходе формирователя определяетсяЬХ псХ иэ соотношения юс ОТехнический эффект от и.пользовап ния изобретения достигается повышением точности и быстродействия.