Времяимпульсное множительно-делительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоцидлистическихРЕОЪБЛИК 51)4 С 06 С 7 16 ЗО ЕТЕЛ ВТОРИЧНОМУ 4-24(21) (22) 4 х тель еюмов е 2.-астиайти я к обможет томатичесГОсудАРстВенный комитет ссс по делдм изоьРетекий и откРы 17. 01. 85(71) Всесоюзный научно-исследовский институт электроизмерительприборов и Ленинградский орденанина электротехнический институим. В.И. Ульянова (Ленина)(56) Авторское свидетельство ССФ 260290, кл, С 06 С 7/16, 1970Авторское свидетельство СССРУ 1032459, кл, С 06 С 7/161, 19. ЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относи вычислительной техники применение в устройства кого регулирования и управления, в информационно"измерительных систем и устройствах, где распространено представление информации в виде на пряжения постоянного тока и широтн модулированных сигналов. Целью изо ретения является повышение точности что достигается введением второго и третьего сглаживающих конденсаторо и третьего масштабного резистора. Устройство обеспечивает высокую точ ность нелинейного преобразования ре зультата множительно-делительной оп рации по закону квадратного гипербо лического синуса, Это позволяет использовать его как функциональный преобразователь, в котором совмещены операции множительно-делительная и функционального преобразования разнородных по форме представления сигналов, 1 ил.=Е Св,К-): 1С Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в устройствах автоматическогорегулирования и управления, в инфор-мационно-измерительных системах 5и устройствах, где распространенопредставление информации в виде напряжения постоянного тока и широтномодулированных сигналов (ШИМ-сигналов)Цель изобретения - повышение точности,На чертеже представлена функциональная схема времяимпульсного множительно-делительного устройства.Времяимпульсное множительно-делительное устройство содержит дифференциальный операционный усилитель 1, широтно-импульсный модулятор 2, три импульсно-управляемых резистора 3, .4 и 5, три масштабных резистора 6, 7 и 8, три сглаживающих .конденсатора 9, 10 и 11, входы 12,13 и 14 задания аргументов, токозадающий резистор 15 и ключ 16. 25Устройство работает следующимобразом. На входы 13 и 14 устройства поступают второй Е, и третий Е сигналы-аргументы в виде напряжений постоянного тока противоположной полярности; на вход 12 - первый сигнал- аргумент в виде относительной длительности 6, периодически повторяющихся прямоугольных импульсов. В каждом из периодов Т работы ключ 16 каждого из импульсно-управляемых резисторов 3, 4 и 5 замкнут в течение времени 1 и разомкнут в течение времени Х -(6=/Х). Поэтому проводимость импульсно-управляемого резистора в среднем за период Т пропорциональна относительной длительности управляющео ШИМ-сигнала. Развязка по переменному току импульсно-управ ляемых резисторов 3, 4 и 5, масштабных резисторов 6, 7 и 8, обуславливаю. щая возможность их взаимодействия только по постоянным (средним) значениям токов и напряжений, обеспечивается сглаживающими конденсаторами 9, 10 и 11.Для установившегося режима должен соблюдаться баланс средних значений токов прямой цепи и цепи обратной 55 связи где 1 - среднее значение тока, пос-1тупающего на инвертирующийвход дифференциального операционного усилителя 1 поцепи отрицательной обратнойсвязи с входа 13 задания .второго Е сигнала-аргу-мента в виде напряженияпостоянного тока;1 - среднее значение тока, поступающего на инвертирующийвход дифференциального операционного усилителя .1 попрямой цепи с выхода задания третьего Есигналааргумента в виде напряженияпостоянного тока. Прямая цепь образована импульсно- управляемым резистором 3, среднее значение проводимости которого пропорционально относительной длительности О входного широтно-импульсно,го сигнала первого аргумента 8.=С,6, =С.й. (2) где С - проводимость импульсно-упзравляемого резистора 3. Согласно (2) среднее значение тока, поступающего на инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя 1 по прямой цепи, равно Цепь обратной связи образована двухполюсным элементом с управляемой по нелинейному закону проводимостью, который имеет мостовую структуру. Первым зажимом диагональ питания моста подключена к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя 1, вторым зажимом - к входу 13 задания второго сигнала аргумента постоянного тока Е . В из 1 мерительную диагональ моста включен второй масштабный резистор .Воспользовавшись правилами эквивалентного преобразования входной функции электрической цепи, состоящей из масштабных резисторов 6, 7 и 8 и импульсно-управляемых резисторов 4 и 5, получим следующее выражение для среднего значения ее проводимости;проводимости масштабных резисторов 6, 7 и 8;проводимости импульсно-управляемых резисторов4 и 5. О(6) Если относительные значения прово димостей С 4 ф С 5 Сб ф С 1 и С 8 (нор мирование выполняется по отношению к проводимости С,) выбрать равными Сб =1, 18; С, =0,0043; С 8=0,252 З 0С 4 =14,4; С=1,60,(здесь М - признак нормирования), то получающаяся из выражения (4) дробно-рациональная функция в виде35 отношения полиномов от переменной 0 второго порядка К , (6) обеспечивает приближение к функции агам Я с погрешностью, не превышающей 0,67., при О 9(1, т,е.40 С(В) = К (В) - агэЬЕ . (7) о Принимая во внимание выражение (6),из выражения (7) непосредственноследует, что(8) 98 ( О ) Е, Устройство обеспечивает высокую точность нелинейного преобразования результата множительно-делительной операции по закону квадрата гиперболического синуса. Это позволяет использовать его как функциональный 55 преобразователь, в котором совмещены операции множительно-делительная ,и функционального преобразования Тогда среднее значение тока, поступающего на вход операционного усилителя по цепи обратной связи, равно15 Времяимпульсное множительно-делительное устройство, содержащее дифференциальный операционный усилитель, подключенный выходом к входу широтно-импульсного модулятора, выход которого является выходом устройства, три импульсно-управляемых резистора, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные ключ и токозадающий резистор, управляющий вход первого импульсно- управляемого резистора соединен с входом задания первого сигнала-аргумента устройства, а первый вывод соединен с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя и с первым выводом второго импульсно-управляемого резистора, вход задания второго сигнала-аргумента устройства подключен к первому свободному выводу последовательно соединенных первого и второго масштабных резисторов и первому выводу третьего импульсно-управляемого резистора, первый сглаживающий конденсатор, включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференциального операционного усилителя, управляющие входы второго и третьего импульсно-управляемых резисторов подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй и третий сглаживающие конденсаторы и третий масштабный резистор, первый вывод которого подключен к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, а второй вывод подключен к второму выводу третьего импульсно-управляемого резистора и второму свободному выводу последовательно соединенных первого и второго масштабных резисторов, общий вывод которых подключен к второму выводу второго импульсно-управляемого резистора и через второй сглаживающий конденсатор - к шине нулевого потенциала, третий сглаживающий конденсатор включен между общим выводом второго и третьего масштабных резисторов и шиной нулевого потенциала, второй вывод первого импульсно1264209 управляемого резистора соединен с входом задания третьего сигнала ар. гумента устройства,. неинвертируюший:Составитель Н, ЗайцевЪИ. Циткина ТехредЛ,Сердюкова Корректор И. Самборская Редак 71 Подписнного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5 аказ 55 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ктна/51 Тираж ВНИИПИГосударствпо делам изобр 13035, Иосква, Жвход дифференциального операционного усилителя подключен к шине нуле,вого потенциала.