Способ деления аналогового сигнала

- 1 Союз Советских Социалистических Республик11)474932 К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнителы 10 е к аВт. свил-Ву22) Заявлено 11.02.72 (21) 1747806/26-9присоединением заявки Мв -23) Приоритет -л, Н 031 с 13,0 Государстееннын номнте Совета Министров СССРпо делаФн нэобретеннй 5,06.75. Бюллетень Уо 23 убликова 53) 31 681 325 108;.8)и открытий та опубликования описания 10.02,76 2) Автор изобретения В. П. Ребане явитсль 4) СПОСОБ ДЕЛЕНИ ОГОВОГО СИГНА Изооретение относится к электро- и радиоизмерительной технике и может быть использовано лля построения точных делителей напряжения или тока лля проверки электро- иралиоизмерительных приооров, точных аттснюаторов для встраивания в электро-, радиоизмерительные и телеметрические приборы, атакже для построения точных операционныхцепей цифровых вольтметров, цифро-аналоговых преобразователей, аналоговых вычислительных устройств, масштаоных силителейилр,Известен способ деления аналогового сигнала при помощи четырсхполюсников, выполненных на линейных пассивных лвухполюсниках с одинаковыми номинальными значениями сопротивлений, основанный па первой перелаче аналогового сигнала и усреднении результатов двух передач сигналов.Однако известный способ характеризуется ограниченным количеством возможных1 омипальных значений коэффициснтОВ леления, недостаточной точностью и невозможностью реализации точного усрелненного коэффщиента перелачп при некоторых заданных исходных схемах четырехполюсника,Целью изобретения является расширениевозможностей применения и уменьшения погрешности среднего значения коэффициентаперелачи четырехполюсника.30 Для этого после первой перелачи сипала лвухполюсникп переключают в схему, электрически луальную по отношсни;о к исхолнои схеме, а вхолные и выхолные пары по.посо четырехполссника менгиот местями,Изобретение пояснено чертежами.На фиг. 1 привелена исхолная принци- пиалыая электрическая схема четырсхпол 1 ос - ника; на фиг. 2 - луальная схема; ня фиг.3 - пример дуально-реверсивного преобразования; на фиг. 4, 5, 6 - примеры различных способов полключения четырехполюсников к операционным усилителям.Способ лслсния аналогового сигналя может быть реализован слелующим образом.Исходная схема четырехполюсника солеркит входные пары полюсов 1, 2, ня которы: подается входной сигнал С 1. К полосу 1 полключен двухполюсник 3, второй вывол которого соединен с лвухполюсииком 4 и с лвухполюсником я, последовательно соеншеиьм с лвухполюсником 6. Двухполюсник 6 вторым выволом соелинен с двухполюсниками 7 и 8, Второй вывод лвухполюсника 8 соединен с лвухполюсниками 9 и 10. Второй вывод двухполюсника 10 подключен к входному полюс 1 2 и к лвухполюснику 11. Вторые выводы лву:- полюсников 7 и 9 подключены к параллельно соединенным двухполюсникам 12, 13, 14 и лялее соответственно к лвухполюсникам 1 я и 16, 474932между вторыми выволамц которых вклочец двухполюсник 17, к которому со стороны лвухполюсцика 15 полкгпочец двухполюсццк 7, а со стороны двухполюсцика 16 голкпочен лвухполосник 11.Выходные пары полюсов 18, 19, с кото рых снимается выходной сигнал, полк,почсны соответственно к точке соединения лвух - пол юс ни к о в 11, 16, 17,Дуальная схема четырехполюсшка (см. фиг. 2) содержит двухполосцики, вклочсшые по схеме, электрически дуальцой цо отцошению к исходной. Входные пары полосов 1 ц 2 используются в качестве выходных, и выходные пары полюсов 18 и 19 в качестве в олцых, К полюсу 18 подключены лвухполвсш,ки 9, 10, 11, вторые выводы которьх пол. ключецы соответственно, первыц из ццх - к лвухполюсцику 12, последовательно соединенному с лвухполюсциками 18 и 14, и к л.",хполюсцикам 7, 8; второй - к полосуц к лвухполюсцикам 3, 5, 6, 8; третий - к полюсу 2 и к двухполюсникам 3, 4, 17. К полюсу 19 подключен лвухполюсник 16, второй вывод которого соелинен с вторымц выголамц лвухголюсников 14 и 17 и с лвухполюсциком 15, второй вывод которого соединен с вторыми выволамп двухполюсников 4, 5, 6, 7.После первой передачи сигнала исходную схему (см. фиг. 1) переключают в сеое луальную схему (см. фиг. 2), Входные клеммы 1, 2 и выходные клеммы 18, 19 меняют местами.Поскольку исходную и луальпую схемы лолкпы образовывать одни и те же двухполюсники, то для обеспечения условий дуальности номинальные значения проводимостей должны быть равны у всех двухполюсников. Если провести первую передачу напряжения (тока) при исходной схеме и вторую перела. чу напрякения (тока) при луальной схеме с обращенным входом и выходом, то вычисленцые по этим двум передачам средние значения выходного напряжения (тока) и коэффициент передачи напряжения (тока) имеют погрешность на несколько порядков меньше, чем погрешности двухполюсников, из которых собрана схема.Дополнительным условием является требование постоянства входного напряжения (тока) и действительных значений проволимостей двухполюсников при первой ц второй передачах.Переключение исходной внутренней схемы четырехполюсника в себе дуальную и смена местами входных и выходных пар полюсов це. лесообразно назвать дуально-реверсивным преобразованием схемы. Четырехполосццк, действующий по предлагаемому спосооу и обеспечивающий точное усредненное значениее коэффициента передачи, целесообраз по обозначить О - 1(-четырехполюсник.Поскольку четырехполюсники составлены из конечного числа номинально равных лвухполюсников, то отсюда следует, что номипаль 5 в 15 20 25 30 35 40 45 50 60 65 цое значение коэффициента передачи пре.1- ставляет собой рациональное число, меньИл слицицъ. Такке мокцо всегда построить схему, обеспечивающую номинально побое заданное в виде рациона,ьцой дроби зцачец 1 коэффициента передачи. Условия уменьшения погрешности при усреднении выполняются как ца постоянном цац 1 яКении (токе), так и в псрехолцом режиме, Сами двухполюсники могут представлять собой линейные 1(, 1, С-элементы цлц их комоицации.Для осуществления способа практически более предпочтительным являотся планарные схемы соединения двухполюсциког, впутрц четы рехполюсццка, позволяющие построит, дуальцые схемы (;1 ля вто 1 ОЙ передачи) применения дополнительны.( срелств, хотя в принципе возмокцо использование и пепланарцых схем соединения.Спосоо де;енияличаеся еще тем, что часть лвухполосциков имеет отрицательные цомццальцые значения сопротивлений (т. е. модули всех сопротивлений номинально равны, а фазы отлцчаются номиналыо на 180). В этом случае отрицательный лвухполюсник также сам себе луале.1, как и голожительные Лвухполюсникц при коэффициенте дуального преооразования К=2. В этом случае возможны коэффициенты пе. редачи двухполюсника, выражаемые рациональными числами, имеющими отрицательные значения. Практически отрицательные лвухполюсцикн могут быть получены, например, при помощи активных линейных конверторов импеданса,Способ отличается также тем, что в схему четырехполюсника могут быть введены группы лвухполюснпков, имеющих одинаковое номинальное значение сопротивления только внутри группы. При этом присоединение этик групп долкцо производиться через конверторы импеданса, гираторы или трансформаторы с условием согласования межлу собой номинальных значений сопротивлений лвухполюсников различных групп, т. е. номинальное значение сопротивления лвухполюспика, преобразуемое через конвертор, должно стать равнь 1 м номинальному значению (или сдвинутым на 180) сопротивления лвухполюсника груп. пы, в которой производится преобразование.Дуально-реверсивное преобразование произволится в основной группе, где имеются входы и выход 1 четырехполюсника, в лругих группах производятся дуальные преобразования.На фцг. 3 приведен пример, когда группа 7 содержит двухполюсники, имеющие номинальное сопротивление УО 2, группа 18 содержит двухполюсники с номинальным сопротцв. лением Еоз, основная группа 19 содержит двхполюсники с номинальным сопротивлением 711. Кроме того, в преобразовании участвуют кон. вертовы импеланса, гцраторы или трансформаторы 20 и 21.474932 иг с 70 На фиг. 4, 5, б показаны примеры различных способов подключения четырехполюсников, работающих по данному способу, к операционным усилителям, В схеме фиг. 4 коэффициентк и,К -- , где К:=- коэффициентпередачи четырехполюсника,аналогично на фиг. 51К=- - и на фиг. 6К=- 1 Предмет изобретенияСпособ деления аналогового сигнала при по.,:ощи четыре;.олюсников, выполненных на линейых пассивных двухполюсниках с одинаковыми номинальными значениями сопротивлений, основанный на первой передаче 3 аналогового сигнала, переключении схемы,второй передаче аналогового сигнала и усреднении результатов двух передач сигналов, отличаюирцся тем, что, с целью расширения возможностей применения и уменьшеия по грсшности среднего значения коэффициетапередачи четырехполюсника, после первой передачи сигнала двухполюсники переключают в схему, электрически дуальпую по о гношению к исходой схеме, а входные и выходные 15 пары полюсов четырехполюсика меняют местами.474932 1Г иг гх МатюшенСеменов елактоИзл.812 дарственного комитет о делам изобретений осква, Ж, Раушска Тираж Совета М открытий наб., д. 4 Корректор И. Симкин Полипестров СССР