Устройство для суммирования сигналов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ощ 783 812 Союз Советских Соцналнстнчесннх Республик(51)М. Кл,с присоединением заявкн Но -6 06. С 9/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088. 8) Дата опубликования описания 051280(72) Автор изобретения А. Б. Лукашенок 1 г", . 1 т на Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУММИРОВАНИЯ СИГНАЛОВИзобретение относится к аналоговымсчетно-решающим устройствам, предназначено для алгебраического суммирования двух электрических сигналов и может быть использовано в аппаратуре 5гармонического анализа различных объектов, в частности, для исследованиянелинейных аэродинамических характеристик летательных аппаратовИзВестны устройства для суммирования сигналов, базирующиеся на серийных операционных усилителях аналоговых вычислительных машин 1.Недостатками их являются сравнительная сложность электрической схемы, громоздкость конструкции, значительная энергоемкость и невысокая точность работы при малых уровнях сигналов, .Кроме того, подобным устройствамдля суммирования сигналов присущиспецифические трудности при их согласовании с конкретной аппаратурой гармонического анализа для аэродинамических экспериментов.Известны также устройства для суммирования сигналов, реализующие известное свойство электрических мостовпостоянного тока осуместнлять суммиРоиание Функциипутем иеменения со- =,противлений чувствительных элементов плеч моста 1.21 . Часта в качестве переменных сопротивлений плеч моста используют светочувствительные элементы, в частности фоторезисторы, а управляющим параметром является механическое перемещение.Наиболее близким техническим решением к изобретению является электро- механическое .аналоговое устройство для суммирования сигналов, которое содержит мост на полупроводниковых элементах с управляемыми импедансами в четырех ега плечах 31. В качестве полупроводниковых элементов могут быть использованы фоторезисторы, оптически связанные с соответствующими механически прерываемыми осветителями. Одна диагональ моста подключена к источнику постоянного напряжения, а другая является выходом устройства.Недостаток этих известных электро- механических мостовых сумматоров заключается в необходимости в дополнительных электромеханических узлах, преобразующих электрические суммируемые сигналы в механические перемещения с целью дальнейшего их ввода в суммирующую фаторезнсторную мостовую схему, что нерационально усложняетконструкцию устройства и вносит погрешности из-за амплитудных и фазовыхискажений законов движения подвижныхэлектромеханических частей.Цель изобретения - повышение точности работы устройства,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для суммирования сигналов, содержащем суммирующий мост нафоторезисторах в каждом плече, которые оптически связаны с соответствующими выходами осветительных блоков,первая диагональ суммирующего мостасоединена с источником постоянногонапряжения, а вторая является выходом устройства, и источники суммируемых сигналов, осветительные блокивыполнены в виде дифференциальных 15мостов, в смежные плечи которых включены резисторы и источники света,первая диагональ суммирующего мостасоединена с первыми диагоналями дифФеренциальных мостов, вторые диагона- Щли которых подключены к соответствующим источникам суммируемых сигналов,причем источники света и соответствующие Фоторезисторы суммирующего моста образуют оптоэлектронные пары,каждая из которых размещена в соответствующей секции светонепроницаемогокорпуса.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройствадля суммирования сигналов; на фиг, 2показан примерный внешний вид узларазмещения оптоэлектронных пар.Устройство для суммирования сигналов (Фиг, 1) включает в себя два осветительных блока, выполненных в вн- З 5де диФференциальных мостов 1 и 2 с резисторами 3-34 и источниками 4-44света в смежных плечах, суммирующиймост 5 с Фоторезисторами б -бА в плечах. Источники света мостов 1 и 2 об- Щ 0разуют с фотореэисторами суммирующегомоста 5 четыре оптоэлектронные пары(4 -б, 4-6, 4-6 и 44-б 4) .Одни диагонали всех трех мостовявляются общими и подключены к источнику постоянного (стабилизированного)напряжения О, Другие диагонали мостов1 и 2 соединены с источниками суммируемых (электрических) сигналов О 1 (с)и О(с), а диагональ моста 5 - с выходом устройства, с которого снимает- ф 0ся сигнал О,(с). Одинаковые элементы мостов 1, 2 и 5 имеют идентичныепарадетры. Оптоэлектронные пары размещеныв соответствующих секциях 7 единогофсветонепроницаемого корпуса, в 55каждой из которых располагается соответствующий осветитель, оптическисвязанный с соответствующим фоторезистором (на фиг. 2 показан источник 4и фоторезистор б ). 60Работает устройство следующим образом.При поступлении одного из буммиру.емых аналоговых сигналов, напримернапряжения О (с), на мост 1 результи Аналогичным образом при поступлении сигнала О(с) на мост 2 происходит изменение освещенности источников 4 и 44 света и соответственно сопротивлений фоторезисторов 6 и 64 моста 5, а именно й( (с) = 0 + Ь Е О(с)Лд В - начальное сопротивление фоторезистора,когда О(с) и О(с)равняются нулю; где ЬЯО, (с)3 иЬВО, (с)Д изменения сопротивлений фоторезисторов за счет воздействия сигналов О(с) и О 2(с).Согласно известной теории омических мостов сигнал, снимаемый с выходной диагонали суммирующего моста 5, определяется следующим соотношением: 61 64( ) 6 д63где И(с) - величина, зависящая отсопротивлений фоторезисторов и сопротивления нагрузки й на выходе устройства при й -юИ(.с)СОП 5 с)Таким образом, на выходе устройства получаем сигнал Осс(с), строго пропорциональный алге 6 раической сумме двух произвольных, электрических сигналов О (с) и О,(с). При этом уст- ройство для суммирования сигналов обладает чрезвычайной простотой электрической схемы и конструкции. Воплоще-: ние в работе всех трех мостов дифференциального принципа изменения параметров элементов активных плеч позво- ляет исключить, воздействие на получаемый устройством результат таких параэитных факторов, как флюктуации окружающей температуры и колебания сети источника питания. В результате устройство обладает высокой точностью работы,Формула изобретенияУстройство для суммирования сигналов, содержащее суммирующий мост на рдеющие сигналы в плечах с источниками4 и 4 света будут определяться суммой и разностью сигнала О(с) с постоянным напряжением О питания моста.В результате происходит противофазное(дифференциальное) изменение освещенности источников 4 и 4,2 света, пропорциональное сигналу О(с), и поскольку эти источники находятся в светооптической связи с фоторезисторамиб и б суммирующего моста 5 осуществляется соответствующее изменение сопротивлений фоторезисторов, в частно-,сти783812 ие.2 авитель Ю. Козловед С. Мигунова Корректор И. Мус едактор И. Грузова Тираж 751 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4аказ 8551/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фоторезисторах в каждом плече, которые оптически связаны с соответствующими выходами осветительных блоков,первая диагональ суммирующего мостасоединена с источником постоянногонапряжения, а вторая является вйходомустройства, и источники суммируемыхсигналов,о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиработы устройства, в нем осветительные блоки выполнены в виде дифференциальных мостов, всмежные плечи ко- оторых включены резисторы и источникисвета, первая диагональ суммирующегомоста соединена с первыми диагоналямидифференциальных мостов, вторые диагонали которых подключены к соответствующим источникам суммируемых сигналов,причем источники света и соответствующие фоторезисторы суммирующего мостаобразуют оптоэлектронные пары, каждаяиз которых размещена в соответствующей секции светонепроницаемого корпуса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коган Б. Я, Электронные моделирующие устройства и их применение дляисследования систем автоматическогорегулирования. М., ГЙФМЛ, 1963, с. 62.2, Смолов В. Б., Кантор Е, А. Мостовые вычислительные устройства, Л.,