Устройство для возведения в степень широтно-модулированных сигналов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез Сфаетсних Сфцианистических Республин(22) Заявлено 101279 (21) 2850330/18-24с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовано 230981. Бюллетень Ио 35 р 1)м з О 06 О 7/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийРЗ) УДК 681.33 (088. 8) Дата публикования описания 2 3,0981(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В СТЕПЕНЬ,ШИРОТНО МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к вычислительной технике и может найти приме-нение в устройствах автоматического регулирования и управления, в информационно-измерительных системах и уст,ройствах,где распространено представление информации в виде широтно модулированных сигналов (ШИМ-сигналов).Известно устройство, осуществляющее операции умножения, деления и возведения в целую положительную степень с использованием мостовой схемы.В состав устройства входят уравновешивающийся мост, три плеча которого представляют собой последовательно соединенные клЮч и масштабный резистор, а четвертое - группу иэ масштабных и импульсно-управляемых резисторов, причем первое и четвертое, второе и третье плечи моста об щими точками подключены к источнику опорного напряжения, а общие точки первого и второго, третьего и четвертого плеч - к сравнивающим входам дифференциального операционного уси.лителя постоянного тоха и через усредняющие конденсаторы к общей точке схемы. Выход усилителя подключен к входу широтно импульсного модулятора, выход которого является выхо дом устройства и соединен с управляю" щими входами импульсно-управляемых резисторов четвертого плеча моста (1.Однако устройство имеет невысокую точность из-за наличия методической погрешности аппроксимации.Наиболее близким по технической сущности является устройство, кото" рое содержит первый уравновешивающийся мост с источником постоянного напряжения в диагонали питания и четырьмя импульсно-управляемыми резисторами в плечах, выводы измерительной диагонали моста подключены через усредняющие конденсаторы к шине нулевого потенциала и к сравнивающим входам первого дифференциального усилителя, подсоединенного выходом ко входу широтно импульсного модулятора, выход которого подключен к управляющему входу импульсно-управляемого резистора в третьем плече моста и является выходом устройства, а также второй уравновешивающий мост, к диагонали питания которогоподключен выход .второго дифференциального усилителя,а его плечи включены в импульсно-уп- равляемые резисторы, входы второго . усилителя включены в другую диагональ второго моста 12). Е.П,Угрюмов, И.В.Герасимов и И.А.Ник щенковЛенинградский ордена Ленина злектротехнТтчевкий институт им. В.И.Ульянова (Ленина)5 10 15 20 2 э формула изобретения Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, что выражается в невозможности воспроизведения целой отрицательной степени входной функции.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей за счет вычисления целой отрицательной степени входной функции.Цель достигается тем, что устрой-,ство для возведения в степень широт" но модулированных сигналов, содержащее два моста, источник опорного напряжения, включенный в диагональ питания первого моста, между общими выводами первого и третьего, а такжв второго и четвертого плечей, моста, причем общий вывод второго и четвертого плечей подключен к шине нулево" го потенциала, первый и второй импульсно-управляемые резисторы,образующие соответственно первое и четвертое плечи первого моста, третий и четвертый импульсно-управляемые резисторы, образующие соответственно первое и второе плечи второго моста, четвертое плечо обоих мостов является общим, два дифференциальных усилителя, входы которых подключены к измерительной диагонали соответствующего моста, выход первого дифференциального усилителя через первый широтно импульсный модулятор связан с первым выходом устройства и с управляющим входом второгоимпульсно- управляемого резистора, три сглаживающих конденсатора, включенных соответственно параллельно второму плечу первого моста, второму плечу второго моста и четвертому плечу мостов содержит второй широтно импульсный ,модулятор и два токозадающих резистора, первый из которых является вторым плечоц первого моста, а второй - общим третьим плечом первого и второ" го мостов, выход первого широтно импульсного модулятора соединенс уп-" равляющим входом третьего импульсно" управляемого резистора, выход второго дифференциального усилителя через второй широтнб импульсный модулятор связан со вторым выходом устройства и с управляющим входом четвертого импульсно управляемого резистора.На чер еже представлена блок-схе ма предлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1, постоянного напряжения, импульсно- управляемые резисторы 2 и .3, токоэадающие резисторы 4 и 5, импульсноугравляемые резисторы 6 и 7, дифференциальные усилители 8 и 9, широтно ймпульсный модулятор 10 и 11,сгла-живающие конденсаторы 12 - 14.Устройство работает следующим образом. сНа управляющий вход импульсно-управляемого резистора 2, включенного в первое плечо первого моста, поступает ШИМ-сигнал с относительной длительностью Ф периодически повторяю",щихся прямоугольных импульсов. И каждом из перио ов Т работы клрч. импульсно-управляемого резистора замкнут в течение времени Ф и разомкнут )в течение времени Т -Ь(Э = Г/Т). Егопроводимость в среднем йропорциональ-на относительной длительности 9,1 Развязка.ф: по переменному току импульсно-управляемых и постоянных резисторов обеспечивается сглаживающими конденсаторами 12-14. Благодаря имна входы дифференциальных усилителей8 и 9 поступают только постоянныесоставляющие напряжений в точках аб, в, а высшие гармоники подавляются.Разность напряжений в точках а и(Г, выделенная и усиленная усилителемвоздействует на широтно импульсный модулятор 10. Последний вырабатывает ШИМ-сигнал с относителЬной длительностьюЯ который благодаря от. -рицательной обратной связи, воздействуя на импульсно-управляемый резистор 3, обеспечивает баланс первогомоста,6,6, = 66 (1)где 6 ,6 ,6,и 6 - средние значе 2ния проводимосЗО тей,Поэтому 910(2)Здесь 6 = 696 = 6 = 6 икбич= 6 Ольналогично из условия баланса мос"та (2) с учетом того. что.6, 6, = 6, = 66 и 6: 6 р1получим6Здесь О- проводимость резисторов,40 входящих в состав плеч мостовых схем.. Нетрудно видеть, что для получениятретьей и последующих отрицательныхстепеней входной переменной О необходимо подключить к устройству допол 4 нительные мосты, включенные аналогичноДля получения целых положительныхстепеней входной переменной 9 необ-.ходимо входной ШИИ-сигнал подать не 40 посредственно на первый выход устрой. ства и на управляющие входы импульсно-управляемых резисторов второгомоста.Технико-экономический эфФект от .55 использования изобретения определяется расширением Функциональных воэможностей при малых аппаратурных затратах и высокой технологичности изго,товления. Устройство для возведения в степень широтно модулированных сигналов, содержащее два моста, источник опор.866564 оставитель 1.ОсиповехредТ. Маточка КорректорГ,Назарова,тор А.Шандор Тираж 748 Под сударственного комитета ССС ам изобретений и сткрытий а, Е, Раушская наб., д. каз 8079/71ВНИИПИпо д113035, Мо сн 5 илиал ППП Патентф, г. Ужгород, у оектн ного напряжения, включенный в дгаго"наль питания первого моста междуобщими выводами первого и третьего,.а также второго и,четвертого плечеймоста, причем общий вывод второго ичетвертого плечей подключен к шиненулевого потенциала, первый и второйимпульсно-управляемые резисторы, образующие соответственно первое и чет:вертое плечи первого моста, третийи четвертый импульсно-управляемые резисторы, образующие соответственнопервое и второе плечи второго моста,четвертое плечо обоих мостов является.общим, два дифференциальных усилителя, входы которых прдключены кизмерительной диагонали .соответствующего моста, выход первого дифференциального усилителя через первый широтно импульсный модулятор связан с первым выходом устройства и с управляющим входом второго .импульсно-управ-ляемого резистора, три сглаживающихконденсатора, включенных соответственно параллельно. второму плечу первого моста, второму плечу второгомоста и четвертому плечу мостов. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с, целью расширения Функциональных возможностей за счет вычисления целой отрицательной степени входной функции, устройство содержит второй широтно импульсный модулятор и два то- козадающих резистора, первый иэ которых является вторым плечом первого моста, а второй - общим третьим плечом первого и второго мостов, выход первого широтно импульсного модулятора соединен с управляющим входом третьего импульсно-управляемого резистора, выход второго дифференциального усилителя через второй ми : ротно импульсный модулятор связан с 15 вторым выходом устройства и с управляющим входом четвертого импульсно управляемого резистора.Ф Источйики информации,20 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское. свидетельство СССРВ 590761, кл. 6 06 6 7/16 19762. Авторское свидетельство СССРВ 641459 кл. С 06 6 7/16 1977