Функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 335698 Союз Советских Социалистических Республик:. Т,+,л Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 27.Ч.1970 ( 1471743/18-24) М. Кл. 6 06 д 7126 присоединением заявкиПриоритет Комитет по цепам зобретений и открытий при Совете Министров СССРубликовано 11 ЛЧ.1972, Бюллетень13та опубликования описания 18 Х 1972 УДК 681,335.813 вторзобретен А, А. Каралюс нский научно-исследовательский проектно-конструкторскии экспериментальный институт Гипроуглегормаш Кар ага аявител НКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(11) Предлагаемый,преобразователь относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть применен при построении время-импульсных вычислительных устройств.Известны функциональные преобр азователи, содержащие генератор импульсных напряжений специальной формы, ключевые элементы и блок синхронизации.Однако такие преобразователи имеют относительно малое быстродействие за счет при менения сглаживающих фильтров.В предлагаемом функциональном преобразователе эти недостатки исключены за счет введения магнитного сердечника с тремя обмотками. 1Предлагаемый преобразователь вьополняет математические операции, соответствующие зависимостям Ох=1 (ЩОх=Р(Ох)фу,нкции;Ух - преобразуемое постоянное или периодически изменяющееся напряжение аргумента Х;Ох - периодически повторяющиеся временные интервалы преобразуемого напряжения артумента Х, 30 где О, - периодически повторяющиеся временные интервалы моделируемой без применения сглаживающих фильтров. Соответственно его инерционность точно равна длине периода синхронимпульсов. Применение в предлагаемом функциональном преобразователе (ФП) третьей обмотки, осуществляющей разрыв цепи обмотки, перемагничивающей сердечник, в момент его насыщения, обеспечивает высокую крутизну и стабильность заднего фронта формируемого ФП выходного импульса, Это приводит к повышению точности преобр азования,На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого функционального преобра.зователя.Он состоит из замкнутого матнитопровода 1 с тремя обмотками 2 - 4, двух ключевь;х транзисторов б и б с резисторами 7 - 9 в базовых цепях блока синхронизации (БС) 10, генератора импульсного напряжения специальной формы (ГСН) 11 и диода 12. Если выполняется математическая опер ация, описываемая выражением (1), то на выходной зажим обмотки 2 подается преобразуемое напряжение Ух, При этом на входные зажимы резисторов 7 и 8 подаются в прогивофазе два переменных напряжения прямоугольной формы, генерируемые блоком синхронизации. Поэтому транзисторы 5 и б открыты в течение разных полуперподов спнхроТ)2 Т)2 40 45 50 импульсов, причем в течение первого полупериода осуществляется запись среднего:значения преобразуемого напряжения Ух, равногоТ(2Ух=К, Ух,огде К - масштабный коэффициент, а в течение второго полупериода - считывание информации, так как обмотки 2 и 3 включенывстречно. В связи с тем, что во время считывания к обмотке 3 приложено напряжениеГСН У,(1) справедливо равенство8Ох=К,У,(1)Л, (111)огде К 2 - масштабный коэффициент.При этом требуемая связь между моделируемой функцией Р(Ух) и законом измененияимпульсного напряжения специальной формыУ,(1), обеспечивающей моделирующую характеристику ФП, получается путем деференцирования интеграла (111) по его верхнемупределу О,.( 1 Р - 1(Э,) Р)К, И 0,Так как при достаточно медленном изменении Ух(1) и соответствующем выборе значения масштабного коэффициента КУх = Ух = т - 1(,)выражение (1 Ч) справедливо при выполнении неравенства Гх = К,ИхЯИ К 1 У,( о ообеспечивающето насыщение сердечника 1 во втором полупериоде, Насыщенному состоянию сердечника 1 соответствует ничтожно малое индуктивное сопротивление обмотки 3, поэтому для ограничения коллекторного тока транзистора б необходимо включить последовательно в цепь обмотки 3 ограничивающее сопротивление. Величина этого сопротивления должна быть значительно меньше индуктивного сопротивления обмотки 3 при ненасыщенном сердечнике, так как только в этом случае обеспечивается достаточно точное выполнение операции интегрирования (111). Однако это требование приводит к нежелательному возрастанию мощности, потребляемой ФП и выходной мощности ГСН,В предлагаемом ФП этот недостаток преодолен включением обмотки 4 в базовую цепь 5 10 15 20 25 Зо 35 транзистора б. В течение второго полупериода при ненасыщенном сердечнике 1 в обмотке 4 наводится э.,д,с., запирающая диод 12, и к базе траншистара б прилагается минусовое напряжение БС. При насыщении сердечника 1 исчезает э.д.с., запирающая диод 12, и,напряжением смещения Усм закрывается транзистор б.Очевидно, что применение обмотки 4 для закрытия транзистора б при насыщении сердечника исключает необходимость в ограничивающем сопротивлении, что значительно уменьшает мощностьпотребляемую ФП и выходную мощность ГПС.Одновременно улучшается крутизна заднего фронта импульса, формируемого транзистором б, и снижаются требования к форме гистерезистной петли сердечника 1.Если выполняется математическая Операция, описываемая выражением (П)преобразуемое напряжение Ух подается на базу транзистора б (цепь изображена штриховой линией на чертеже), а ко входному зажиму обмотки 2 подключается стабилизированное напряжение. При этом транзистор 5 в открытом состоянии находится только в течение времени, определяемого длительностью импульса преобразуемого напряжения.Предлагаемый ФП может быть применен и для преобразования переменного напряжения. В этом случае БС дол 2 кен формировать прямоугольные импульсы той же частоты, что и преобразуемое напряжение. Предмет изобретения Функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов и ключевые транзисторы, базы которых через резисторы подключены к блоку синхронизации, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью ловьгшения быстродействия и точности преобразования, он содержит магнитный сердечник с тремя обмотками, одна из которых включена между входной клеммой преобразователя и коллектором первого ключевого транзистора, вторая между генератором импульсов и коллектором второго ключевого транзистора, а третья обмотка одним концом подключена к выходной клемме и через дополнительно введенные последовательно соединенные диод и резистор к базе второго ключевого транзистора, а другим - к шине смещения.335698 Юксса Ф - сс - " гадрпипова ставителехред Т дактор Л. Утехина коКорректор Е, Усоаказ 1295/16 Изд,466 Тираж 448 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5пография, пр. Сапунова, 2