Устройство для вычисления функции =

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЙЕСПУБЛИН 9) (1) А 2 2 7/ 6 ГОСУД АРСТНЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТИ БР(56) 1. Карпов Р,Г. и Карпов Н,РПреобразование и математическаяобработка широтно-импульсных сиглов М., "Машиностроение", 1977.2. Авторское свидетельство ССР 760119, кл. С 06 С 7,/12, 1980(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ6, О)ФУНКЦИИ 8 = --- , содержащее четыре62импульсно-управляемых резистора, каж- дый из которых содержит последовательно соединенные масштабный резистор и ключ, первые выводы первого и второго импульсно-управляемых резисторов объединены и через источник опорного напряжения подключены к шине нулевого потенциала, второй вывод первого и первый вывод третьего импульсно-управляемых резисторов объединены и через первый сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала, первые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, прямой выход которого является выходом устройства, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через второй сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала,вторые выводы третьего и четвертогоимпульсно в управляем резисторовобъединены и подключены к шине нулевого потенциала, управляющие входыпервого и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к первому и второму информационным входам устройства, о т л и- чающее с я тем, что, с целью поввппения точности, в него введены два повторителя напряжения, пятый импульсно-управляемый резистор, третий сглаживающий конденсатор и ключ, управляющий вход которого подключен к инверсному выходу широтно-импульс" ного модулятора, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора Св через последовательно соединенные перввй повторитель напряжения, пятвв. импульсно-управляемый резистор, второй повторитель напряжения и ключ под ключен к общему выводу ключа и масштабного резистора второго импульсно- управляемого .резистора, общий вывод пятого импульсно-управляемого: резистора и второго повторителя напряжения соединен с первым вьвводом четвертого импульсно-управляемого резистора и через третий сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, прямой выход широтно-импульсного модулятора подключен к упрайляющмм входам первого и пятого импульсно-управляемых резисторов, управляющий вход третьего импульсно-управляемого резистора подключен к третьему информационному входу устройства.Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Вычислительное устройство позволяет вырабатывать широтно-импульсный сигнал с относительной длительностьюггде 8 6 г и 6 х - относительные длительности входных,широтно-импульсныхсигналов;1 - коэффициент пропорциональности.Известно вычислительное устройство15 для широтно-импульсных сигналов, содержащее формирующий и разделительные узлы импульсов, разрядное устройство, интегрирующий усилитель, триггер, генератор пилообразного напряжения, эмиттерный повторитель, ключевые элементы, запоминающий конденсатор, компаратор и электромагнитные линии задержки 111.Недостатками известного устройст 25 ва являются сложность, ограниченный класс реализуемых зависимостей и невысокая точность работы.Наиболее близким к предлагаемому30является вычислительное устройстводля вычисления функции 9 6 95вых " а9 г содержащее четыре импульсно-управ- З 5 ляемых резистора, каждый из которых содержит последовательно соединенные масштабных резистор и ключ, первые выводы первого и второго импульсно- управляемых резисторов через источник 40 опорного напряжения подключены к шине.нулевого потенциала, второй вывод первого и первый вывод третьего импульсно-управляемых резисторов объединены и через первый сглаживаю щий конденсатор подключены к шине ,нулевого потенциала, первые выводы третьего и четвертого импульсно- управляемых резисторов подключены соответственно к инвертирующему и 50 неинвертирующему входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, прямой выход которого является выходом устройства, второй 55 вывод второго импульсно-управляемого резистора через второй сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, вторые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов объедйнены и подключены к шине нулевого потенциала, управляющие входы первого и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к первому и второму информационным входам устрой ства 2 .Недостаками этого устройства является невысокая точность воспроизведения зависимости9,8,ых 9а также сложность технической реали зации.Цель изобретения - повышениеточности,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для вычисления функ -ции 8 - К1 содержащее четыревылгимпуль сно-управляемых резистора,каждый из которых содержит последовательно соединенные масштабный резистор и ключ, первые выводы первогои второго импульсно-управляемых резисторов объединены и через источникопорного напряжения. подключены к шине нулевого потенциала, второй выводпервого и первый вывод третьего импульсно-управляемых резисторов объединены и через первый сглаживающийконденсатор подключены к шине нулевого потенциала, первые выводы третьего и четвертого импульсно-управляемых резисторов подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам дифференциальногоусилителя, выход которого соединенс входом широтно-импульсного модулятора, прямой выход которого являетсявыходом устройства, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через второй сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, вторые выводы третьегои четвертого импульсно-управляемыхрезисторов объединены и подключенык шине нулевого потенциала, управляющие входы первого и четвертогоимпульсно-управляемых резисторовподключены соответственно к первомуи второму информационным входамустройства, введены два повторителянапряжения, пятый импульсно-управляемый резистор, третий сглаживающий1 конденсатор и ключ, управляющий116762вход которого подключен к инверсному выходу широтно-импульсного модулятора, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора черезпоследовательно соединенные первыйповторитель напряжения, пятый импульсно-управляемый резистор, второйповторитель напряжения и ключ подключен к общему выводу ключа и мас -штабного резистора второго импульсноуправляемого резистора, общий выводпятого импульсно-управляемого резистора и второго повторителя напряжения соединен с первым выводомчетвертого импульсно-управляемого 15резистора и через третий сглаживающий конденсатор подключен к шине ну.левого потенциала, прямой выход широтно-импульсного модулятора подключен к управляющим входам первого 20и пятого импульсно в управляем резисторов, управляющий вход третьегоимпульсно-управляемого резистораподключен к третьему информационномувходу устройства. 25На чертеже изображена блок - схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит первый 1,второй 2, третий 3 четвертый 4 ипятый 5 импульсно-управляемые резисторы, источник б опорного напряжения,дифференциальный усилитель 7, трисглаживающих конденсатора Я, 9 и 10,два повторителя 11 и 12, ключ 13,широтно в импульсн модулятор 14.35Устройство работает следующимобразом.На управляющие входы импульсноуправляемых резисторов 1,3 и, 4 поступают входные широтно-импульсные 40сигналы соответственно с относительными длительностями 8 82 и 6,Выходной широтна-импульсный сигналс относительной длительностью 8 в дуправляет проводимостями резисторов 2 45и 5, а с относительной длительностьюВвыу =1 в в управляет ключом 13.Средние значения проводимостей импульсно-управляемых резисторов про т.порциональны относительным длительнастям широтно-импульсных сигналов.При этом изменение длительностей 8,и 62 входных широтно-импульсных сигналов приводит к пропорциональномуизменению средних значений проводимастей первого и четвертого плечмоста, что вызывает изменение среднего значения за период повторения 1 4широтно-импульсных сигналов напряжения на первом входе дифференциального усилителя 7 в соответствии с выражением6Ц =Е - , (2)61 фггде Е - напряжение источника 6.Напряжение на втором входе Пгдифференциального усилителя 7 найдемиз следующих соображений. Это напряжение удовлетворяет уравнению- Пг)е,ц=П, В 5, (3)при условии, что имеет место установившийся режим работы устройства,когда среднее значение тока черезтретий сглаживающий конденсатор 10равно нулю, а входное сопротивлениеповторителя 12 бесконечно велико.Здесь Н - среднее значение напря 5жения на втором сглаживающем конденсаторе 9, кроме того, предполагаются равными проводимости резистороваимпульсно - управляемых резисторов 4и 5,Среднее значение напряжения навтором сглаживающем конденсаторе 9Б можно найти из условия равенстваприращений заряда на нем в течениепромежутка временивы, когдаконденсатор заряжается, и в течениепромежутка времени Т, когда второйсглаживающий конденсатор 9 разряжаетсяВЬХ ( 2) ( ВЬ 1 ) фгде С - проводимость резистораимпульсно-управляемо го ре з истора 2;Т - период повторения широтноимпульсных сигналов.Из выражения (4) непосредственноследует, чтоН=Н 2+ навык (Е Нг)(5)Из выражения (3) с учетом выра"жения (5) следует, что(6)ьык ф 5Из условия баланса моста в установившемся режимеБ =Нс учетом выражений (2) и (6) нетрудно найти зависимость.9, 86вью2соответствующую исходному выраже"нию (1).Таким образом, в устройстве реализуется заданная операция816 Ь8,:кг. Реше тник Тираж 710 ИИПИ Государственного копо делам изобретений осква, Ж, Раушская аказ 4438/4ВН Подписно ета СССР открытий б., д, 4/5 303"Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4 ал 51167621 6Более высокая точность носпроиз-водит к возрастанию инструментальной ведения заданной зависимости по погрешности. сравнению с устройством - прототиВ предлагаемом устройстве инструстве-прототипе трет импульснотипе третий импульсно- ментальная погрешность меньше соотв емый резистор изменение про- ветствующей погрешности известного, водимости которого происходит по сту- устройства, так как цифро-управляЕ- пенчатому закону, содержит цифро- , мый резистор заменен импульсно-управ- управляемы резистор, ляемым резистором, содержащим много погрешности прешности проводимости цифро" меньше ключевых элементов и масштаб- управляемого рел емого резистора достигаетсяных резисторов. За счет снижения повышейием числа его разрядных про числа элементов также повышается на" водимостей, что, в свою очередь, при- дежность работы устройства,