Многоканальный коммутатор непрерывных сигналов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ п) 497731 ФацФ йитееий оциалистичесиих Реслуйии(51) М. КлР Н ОЗК 17/80 Государстеенньа комете Совета Министров ССС 43) Опубликовано 30.12.75. Бюллетень4 53) УДК 621.316.3.07(45) дата опубликования описания 27.04 Авторыизобретени(71) Заявител 54) МНОГОКАНАЛЪНЫЙ КОММУТАТОР НЕПРЕРЪВН СИГНАЛОВавтоматике и выИзобретение относится кчислительной технике.Известен многоканальный коммутатор непрерывных сигналов, содержащий кольцевой феррит-диодный счетчик, выполненный на двух ячейках для каждого канала, одна из которых подключена к входу канала через обмотку дифференцирующего трансформатора, запоминающий конденсатор, коммутирующие диоды и источники разнополярного напряжения.Недостатком этих коммутаторов является получение только первой производной от сигнала по каждому коммутируемому каналу, что не обеспечивает достаточных запасов устойчивости и требуемые показатели качества системы автоматического регулирования.Цель изобретения - получение вторых производных по каждому коммутируемому каналу и их суммирование с основными сигналами и их первыми производными при минимальном искажении коммутируемых сигналов.Указанная цель достигается за счет того, что многоканальный коммутатор содержит дополнительно ячейку в каждом канале, трансформатор по второй производной и конденсатор, который первой обкладкой соединен с положительным и отрицательным полюсами двух дополнительных источников питания, а второй обкладкой через вторичную обмотку трансформатора по первой производной соединен с началом и концом двух обмоток дополнительных ячеек каждого канала, концы и начала которых через коммутирующие диоды соединены соответственно с отрицательным и положительным полюсами этих же дополнительных источников; вторая же обкладка конденсатора через первичную обмотку трансформатора по второй производной и 0 другую вторичную обмотку трансформаторапо первой производной соединена с началом и концом двух обмоток каждой ячейки каналов, концы и начала которых через коммутирующие диоды соединены соответственно с 5 отрицательным и положительным полюсамитех же источников; вторичная обмотка трансформатора по второй производной соединена последовательно и согласно с вторичными обмотками всех днфференцирующих трансфор маторов и выходного трансформатора и ониподключены к выходу коммутатора.На чертеже представлена принципиальнаясхема многоканального коммутатора.Устройство содержит первые ячейки 11 - 1 е 251 регистра сдвига с первого по а каналов,вторые ячейки 2, - 22 регистра сдвига с первого по и каналов, дополнительные ячейки 31 - Зь3 регистра сдвига с первого по и каналов, дифференцирующие трансформато ры 4, - 4, коммутирующие диоды 5, - 5 д 2, за55 б 0 65 помийающий конденсатор 6, выходной трансформатор 7, трансформатор 8 по второй производной, трансформатор 9 по первой производной, дополнительный запоминающий конденсатор 10, источники 11 - 14 постоянного напряжения, дополнительные идентичные источники 15 - 16 постоянного напряжения.Многоканальный коммутатор непрерывных сигналов работает следующим образом.При отсутствии в канале непрерывного входного сигнала в моменты времени, соответствующие последовательному срабатыванию первой 1 1 ь1 второй 2 2,2, и дополнительной Зь ЗьЗячеек каждого коммутируемого канала, на выходных обмотках этих ячеек наводятся импульсы напряжений, равные по величине и противоположные по знаку. Таким образом, приращения импульсных напряжений, последовательно прикладываемых к обкладкам запоминающих конденсаторов 6 и 10 и к первичной обмотке выходного трансформатора 7 равны нулю и сигнал на выходе коммутатора отсутствует.Если в канале появляется непрерывный сигнал, то в дискретный момент времени, соответствующий срабатыванию первой ячейки данного канала, одно из приращений импульсного напряжения увеличивается, а другое уменьшается в зависимости от полярности входного сигнала на величину, равную амплитудному значению непрерывного входного сигнала. В результате конденсатор 6 заряжается до амплитудного значения входного сигнала, соответствующего данному моменту времени, и это напряжение запоминается конденсатором 6. С приходом следующего тактового импульса срабатывает вторая ячейка данного канала. В момент срабатывания одно из приращений импульсного напряжения, формируемых в цепях с выходными обмотками вторых ячеек увеличивается, а другое уменьшается в зависимости от полярности входного сигнала на величину, равную амплитудному значению входного сигнала. К запоминающему конденсатору 6 прикладывается разность приращений, причем эта разность отличается от напряжения на конденсаторе на величину первой разности дискретного входного сигнала. Следовательно, происходит перезаряд конденсатора 6 и на вторичной обмотке трансформатора 9 по первой производной наводится ЭДС, величина которой пропорциональна первой разности дискретных значений входного сигнала в данный момент времени, Соответствующие значения напряжения на конденсаторах 6 и 10 запоминаются до момента срабатывания дополнительной ячейки 3 этого канала.С приходом следующего тактового импульса срабатывает дополнительная ячейка коммутируемого канала. При этом происходит формирование следующих сигналов:- во-первых, к первичной обмотке выходного трансформатора 7 прикладывается напряжение, равное амплитудному значению входного сигнала в данный момент времени; 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50- во-вторых, к обкладкам запоминающего конденсатора 6 прикладывается напряжение, отличающееся от запомненного на нем на величину первой разности входного сигнала, и в результате перезаряда конденсатора 6 на вторичной обмотке дифференцирующего трансформатора 4 - и этого канала наводится ЭДС, величина которой пропорциональна первой разности дискретных значений данного входного сигнала;- в-третьих, при перезаряде конденсатора 6 во второй вторичной обмотке трансформатора 9 по первой производной наводится ЭДС, соответствующая первой разности от входного сигнала для данного момента времени, величина которой через выходные обмотки дополнительных ячеек и открытые коммутирующие диоды 5 ц и 5 о прикладывается к обкладкам конденсатора 10, это вызывает перезаряд его на величину, соответствующую второй разности от входного сигнала по цепи, в которой включена первичная обмотка трансформатора 8 по второй производной, и приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке трансформатора 8, величина которой пропорциональна второй разности от входного сигнала.Так как вторичные обмотки всех дифференцирующих трансформаторов 4 - 4 трансформатора 8 по второй производной и выходного трансформатора 7 включены последовательно и согласно, то, следовательно, в момент срабатывания дополнительной ячейки каждого канала с выхода коммутатора снимается дискретный сигнал, величина которого пропорциональна основному сигналу (вторичная обмотка выходного трансформатора 7), его первой производной (вторичная обмотка дифференцирующего трансформатора 4, - 4) и второй производной (вторичная обмотка трансформатора 8 по второй производной). С приходом следующего тактового импульса срабатывает первая ячейка следующего канала и происходит перезаряд запоминающего конденсатора 6, до амплитудного значения входного сигнала этого канала, и т. д.Таким образом, в результате последовательного срабатывания ячеек регистра сдвига с выхода многоканального коммутатора снимается последовательность амплитудно-модулированных импульсов, описываемых уравнением видаивых -- Х ф,вх, + ,вх, + эбвх т. е. по каждому из каналов, помимо основно- ГО СИГНаЛавх ВВОДИТСЯ ЕГО ПЕРВаЯ Увхг и вторая 0 ы производная (кь к и кз коэффициенты передачи для соответствующих составляющих выходного сигнала).Необходимо выбирать амплитуду коммутирующих импульсов и напряжения источников таким образом, чтобы разность этих напряжений обеспечивала работу коммутирующих диодов на линейном участке характеристики.497731к)Это позволяет использовать предлагаемое устройство для преобразования и коммутации слабых сигналов, а также для получения первых и вторых производных от этих сигналов, что дает ему значительные преимущества перед другими устройствами, решающими данную задачу. Предмет изобретения Многоканальный коммутатор непрерывных сигналов, содержащий кольцевой феррит-диодный счетчик, выполненный на двух ячейках для каждого канала, одна из которых подключена к входу канала через обмотку дифференцирующего трансформатора, запоминающий конденсатор, коммутирующие диоды и источники разнополярного напряжения, о тл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения вторых производных сигнала по каждому коммутируемому каналу и суммирования их с основными сигналами и их первыми производными при минимальном искажении коммутируемых сигналов, содержит дополнительно ячейку в каждом канале, трансформатор по второй производной и конденсатор, который первой обкладкой соединен с положительным и отрицательным полюсами двух дополнительных источников питания, а второй обкладкой через вторичную обмотку трансформатора по первой производной соединен с началом и концом двух обмоток дополнительных ячеек каждого канала, концы и начала которых через коммутирующие диоды соединены соответственно 10 с отрицательным и положительным полюсамиэтих же дополнительных источников; вторая же обкладка конденсатора через первичную обмотку трансформатора по второй производной и другую вторичную обмотку трансформа тора по первой производной соединена с началом и концом двух обмоток каждой ячейки каналов, концы и начала которых через коммутирующие диоды соединены соответственно с отрицательным и положительным полю сами тех же источников; вторичная обмоткатрансформатора по второй производной соединена последовательно и согласно с вторичными обмотками всех дифференцирующих трансформаторов и выходного трансформато ра и они подключены к выходу коммутатора,