Устройство для определения модуля

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) 00 С 7/12 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 0 ВУ ЕТЕЛ ОРСКОМ,Ф 1 Кириллова чески омсомола тельство СССР12, 1975.льство СССР12, 1977 (про ОПРЕДЕЛЕНИЯненные поинтегратор,выход кото входу эле ервый вхо стройства ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 4/18-248284. Бюл, Уытович и Н.нский политеЛенинског5(088.8)орское свидл. С 06 С 7ское свидетл, С 06 С 7(21) 351628 (22) 25.11. (46). 23.08. (72) Л.И. Ц (71) Челяби институт им (53) 681,33 (56) 1. Авт Р 586463, к2. Автор Р 615495, к тотип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДУЛЯ, содержащее соед следовательно сумматор, первый,релейный элемент рого подключен к первом мента "равнозначность", сумматора является вход и соединен с входом релейного элемента, выход которого подключен квторому входу элемента "равнозначность", выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точности устройства в работе, в него введены формирователь импульса, ключи блок преобразования однополярногоимпульсного сигнала в двуполярный,причем выход элемента "равнозначность" через ключ подключен к входублока преобразования однополярногоимпульсного сигнала в двуполярный,выход которого является выходомустройства, выход первого релейногоэлемента подключен к входу формирователя импульса, выход которого соединен с управляющим входом ключаИзобретение относится к устройствам преобразования электрических сигналов и может быть использовано 25Недостатком известного устройстваявляется сравнительно низкая точность работы из-за разных временныхзадержке в элементе "равнозначность"при переносе импульсов разной поляфрности,Цель изобретения - повышение точности устройств в работе.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для определе 35ния модуля, содержащее соединенныепоследовательно сумматор, интегратор,первый релейный элемент, выход которого подключен к первому входу элемента "равнозначность", первый входсумматора является входом устройстваи соединен с входом второго релейного элемента, выход которого подключен к второму входу элемента "равнозначность", выход первого релейногоэлемента соединен с вторым входомсумматора, введены формировательимпульса, ключ и блок преобразованияоднополярного импульсного сигналав двуполярный, причем выход элемента"равнозначность 11 через ключ подключен к входу блока преобразованияоднополярного импульсного сигналав двуполярный, выход которого является выходом устройства, выход первого релейного элемента подключен55к входу формирователя импульса, выход которого соединен с управляющимвходом ключа. 30 в аналоговых вычислительных машинах.Известно устройство для определениямодуля,содержащее операционный усилитель, ограничительный и коммутирующий диоды, масштабные резисторы 1,.Однако устройство характеризуется низкой точностью работы.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения модуля, содержащее соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый релейный элемент, элемент "равнозначность", первый вход сумматора является входом устройства и соединен с входом второго релейного элемента,. выход которого подклю чен к второму входу элемента "равнозначность", выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора 21. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройствадля определения модуля; на фиг. 2и 3 - временные диаграммы сигналов,поясняющие работу устройства,Устройство содержит сумматор 1,интегратор 2, первый 3 и второй 4релейные элементы, элемент "равнозначность" 5, формирователь 6 импульса, ключ 7, блок 8 преобразованияоднополярного импульсного сигналав двуполярный, вход 9 и выход 10устройства.Устройство для определения модуляработает следующим образом.Каскад, образованный сумматором1, интегратором 2 и первым релейнымэлементам 3, представляет собойавтоколебательную систему с частотноширотно-импульсной модуляцией. Первый,релейный элемент 3 имеет симметричные относительно нулевого уровняпороги переключения +В. Его выходнойсигнал неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением источника питания.При отсутствии сигнала на входе 9напряжение на выходе интегратора 2имеет симметричную пилообразнуюформу (фиг, 2 а), а скважность импульсов равна 0,5, что соответствует нулевому уровню из средней значения.Выходной сигнал второго релейногоэлемента 4 при этом может иметь произвольную полярность, например положительную (фиг. 26). Пороги переключения второго релейного элемента4 определяют чувствительность устройства в области малых значений информативного сигнала и поэтому должныбыть минимальными. Знак полярностиимпульсов на вход 10 (фиг. 2 в) соответствует знаку произведения выходныхнапряжений первого 3 и второго 4релейных элементов, а их постояннаясоставляющая равна уровню среднегозначения выходного напряжения первого релейного элемента 3.Появление сигнала на входе 9 приводит к изменению формы выходного напряжения интегратора 2. В интервале времени совпадения знаков входного сигнала и выходного первого релейного элемента 3 скорость изменения выходного напряжения интегратора 2 определяется суммой токов входного и обратной связи устройства,при несовпадении знаков скоростьизменения выходного напряжения ин-тегратора 2 зависит от разности соответствующих токов. В результате среднее значение выходного напряженияпервого релейного элемента 3 устанавливается пропорциональным сигналуна входе (фиг. 2 г). Показаны сигналы(фиг. 2 д, е) на выходе второго релейного элемента 4 и на выходе 10которые соответствуют некоторому. значению сигнала на входе,Одна из составляюЩих результирующей ошибки устройства обусловленанеравенством временных задержек припереносе импульсов положительной иотрицательной полярности в элементе"равнозначность" 5.Предположим, что переключениеэлемента "равнозначность" 5 из одного состояния в другое происходитне синхронно с моментом времени срабатывания первого релейного элемента 3, а с задердкой(фиг. За, б).При очередном изменении знака выходного напряжения первого релейногоэлемента 3 (фиг. За) срабатываниеэлемента "равнозначность" 5 происходит с задержкой Ь )(фиг. Зб),2 1 и 4 Л 2 "4 Л-ОЬ" (1)/ного элемента 3 равен 1 и.о Л Л Л 2 Л-оСф (3) 45 В выражениях (1)-(3) обозначены:ЮВ=, в ,1 -относительное значение порогов переключения первого релейного элемента 3; Д - амплитуда выходных импульсов первого релейного элемента 3 и элемента "равнбзначность" 5,- постоянная времени интегратора 2; б. ,) - относительная веМЮличина сигнала на входе 9, при условии постоянства его величины за период автоколебаний. 30Тогда длительности положительногои отрицательного импульсов сигналасоставляют Постоянная составляющая выходногонапряжения элемента "равнозначность"5 за период автоколебаний:с = А =ф Л 2 чЬХ (4)где4 ЬТиОшибка преобразования при этом составляетИз выражения (5) следует, что погрешность пропорциональна разности параметров . и 2 . Для устранения этого недостатка введен формирователь 6 импульса, в качестве которого можно испольэовать, например, ждущий мультивибратор, предназначенный для формирования сигналов искусственной задержки импульсов элемента "равнозначность" 5.Выходной сигнал Формирователя импульса, например, положительной полярности (фиг. Зв) формируется синхронно с моментом времени переключения первого релейного элемента 3 (Фиг. За) и имеет длительностьВ течение этого импульса происходит принудительный запрет на изменение знака выходного напряжения блока 8 преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный (т.е. на выходе 10) путем размыкания ключа 7, что приводит к идентичному газозапаздыванию момента времени формирования переднего и заднего фронтов напряжения на выходе 10 (фиг. Зе) по отношению к соответствующим фронтам импульсов на выходе первого релейного элемента 3 (фиг. За). При этом, увеличивается фазовый сдвиг импульсов на выходе 10 относительно выходного сигнала первого релейного элемента 3, но выголняется условие " = Ьл и 1 , в результате чего ошибка, определяемая выражением (5), становится равной нулю.В качестве блока 8 преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярной можно использовать, например, регенеративный компаратор на операционном усилителе с положительной обратной связью по напряжению.