Способ перемножения электрических сигналов с применением широтно-импульсной модуляции

О П И С А Н И Е 207269изоьеетенияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соввтоннв Соцнвлнстичвсннл РеспублннПриоритет Комктвт по делом всбретсннй н отнрыти прн Совете Министров СССРпубликовано 22,Х 1.196 ллетеньДата опубликования описания 6.П 1,1968 Авторыизобретен Ю, Я, Никулин и Б. А. Батыр стовское высшее командно-инженерное училище им еделина явитель СПОСОБ ПЕРЕМНОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРИМЕНЕНИЕМ ШИРОТНО-ИМПУЛЪСНОЙ МОДУЛЯЦИИ 2 лярности перетвляется самим Известны способы повышения точности перемножения путем компенсации дрейфа нуля в импульсных множительных устройствах.Предложенный способ позволяет повысить точность импульсного перемножения знакопе ременных сигналов.Сущность способа заключается в том, что процесс работы импульсного множительного устройства (ИМУ) разделяется на два чередующихся цикла, в один из которых происхо дит перемножение сигналов, а в другой - выделение сигнала для компенсации дрейфа нуля ИМУ. В период цикла компенсации проверяется весь такт перемножения за счет прохождения пробного сигнала, которым является 15 один из перемножаемых сигналов, При наличии напряжения дрейфа нуля импульсного множительного устройства на его выходе вы. деляется постоянная составляющая этого напряжения и подается на вход широтно-им 20 пульсного модулятора для компенсации.Высокая точность перемножения сигналов импульсным множительным устройством достигается, во-первых, за счет проверки всего такта перемножения сигналов; во-вторых, ком пенсация напряжения дрейфа нуля импульс. ного множительного устройства, вызванного нестабильностью характеристик отдельных его элементов или неидентично стью элементов 1 ключей), которая проявляется по-разному в 50 зависимости от величины и помножаемого сигнала, осущессигналом.На чертеже приведена блок-схема ИМУ, поясняющая предложенный способ (1 - широтно- импульсный модулятор (ШИМ); 2 и 3 - триггеры; К, и К, - электронные ключи; 4, б - фильтры; б - импульсный усилитель; 7 - импульсный трансформатор; У, У - перемножаемые входные сигналы; У- импульсы напряжения запуска ШИМ; /- выходное напряжение, пропорциональное произведению сигналов Ь и У; У - импульсное напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна произведению сигналов У, У; Ув - импульсное, напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна напряжению дрейфа нуля ИМУ; У - управляющее напряжение ШИМ для упркомпенсации дрейфа нуля).Импульсное множительное устройство состоит из широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 1, триггера 8, ключей К К,импульсного трансформатора 7, импульсного усилителя б и фильтра 4,Работает оно следующим образом. Один из перемножаемых сигналов (/,подается на вход модулятора 1, а второй сигнал через ключ Кс на начало обмотки У, и через ключ К, наконец обмотки У импульсного трансформато. ра 7. Ключи Кз и К, поочередно в течение каждого периода следования импульсов запуска открываются посредством триггера 3, управляемого блоком 1. Последний при отсутствии сигнала Ьвыдает импульсы с длительностью, равной половине периода, а период их равен периоду импульсов запуска.Следовательно, при отсутствии сигнала Ь время поочередного открытия ключей К и К, равняется половине периода.При подаче сигналов /положительной полярности на вход ШИМ время открытия ключа К, увеличивается, а ключа К, соответственно уменьшается пропорционально величине сигнала С/. При подаче сигнала Ьотрицательной полярности время открытия ключа К, увеличивается, а ключа К, уменьшается.Следовательно, при наличии сигналов / и У на выходе усилителя б получается разноУполярная последовательность импульсов, амплитуда которых пропорциональна величине сигнала Ь, а смещение т импульсов относительно середины периода их следования пропорционально величине сигнала У,. Фильтр выделяет постоянную составляющую напряже. ния С которая пропорциональна произведению сигналов С/, и l,.Автоматическая компенсация дрейфа нуля ИМУ осуществляется путем разделения циклов компенсации и перемножения сигналов за счет введения триггера 2 и ключей К КК:.Триггер 2, как и ШИМ, управляется импульсами запуска, обеспечивая в один период открытие ключей Кь К, а в следующий период открытие ключа К. При открытий ключей К и К. (ключ К,.- закрыт и цепь компенсации разорвана) осуществляется перемножение сигналов С и С как описано выше. В следующий период ключ К; открывается, а ключи К 1 и К. закрываются, отключая сигнал Си выход ИЫУ. Таким образом, в этот период напряжепие сигнала Ь квантуется ключами К; и К 4, которые управляются модулятором 1, и поступает на обмотки трансформатора 7, Разнополярное импульсное напряжение, усиленное 5 блоком б, через открытый ключ К, поступаетна фильтр б. При несимметрии ШИМ фильтром б выделяется постоянная составляющаяупр импульсного напряжения С , котораяпоступая на вход ШИМ, сводит несимметрию к нулю.При наличии несимметрии ключей или неравенстве обмоток 1 Г 1 и У, трансформатора 7 фильтром б выделяется напряжение Ь, кэторое воздействует на ШИМ таким образом, что напряжение 0 стремится к нулю,Несимметрия ключей по различному влияетна величину выходного напряжения в зависимости от его полярности и амплитудного значения, Так как данный способ автоматической компенсации дрейфа нуля ИМУ в качестве пробного сигнала использует один из перемножаемых сигналов, проходящий через весь тракт перемножения, то дрейф нуля компенсируется с высокой точностью, независимо от величины и полярности перемножаемого сигнала. Предмет изобретения30 Способ перемножения электрических сигналов с применением широтно-импульсной модуляции, отличаlощийся тем, что, с целью повышения точности импульсного перемножения знакопеременных сигналов, разделяют такт 35 работы импульсного перемножителя на двачереду ющихся полутакта, пропускают в течение второго полутакта через весь такт один из перемножаемых сигналов, измеряют уровень постоянной составляющей напряжения на вы ходе перемножителя и вводят это напряжениев широтно-импульсный модулятор в качестве компенсационной составляющей..11.1 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий приМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Подписное овете Министров ССС 1