Решающее устройство

(61) Дополнительное к авт. свид-ву 09.75 (21) 2175416/18-24 вв заявки2) Заявлено 0 присоединени 3) Приори осудврствоннын коинтеСоввтв Инннстров СССРво делви нэобрвтвннйн открытий(43) Опубликовано 15.05.78 (45) Дата опубликования о 81.33 088,/ Лвторизобретения И.Райзберг 1) Эаявител ешиОще УСТРОЯС фиг. этог врем т операционныйбратной связисостоит из понных элементакоэффициентом Изобретенне относится .к областиавтоматики и аналоговой вычислительной техники и может быть применено ваналоговых вычислительных устройствах,а также в устройствах ввода информации в .составе аналого-цифровых преобразователей управляющих ЦВМ,Известны решающие и моделирующиеустройства 1, выполненные на основеоперационных усилителей (усилителей 10постоянного тока) с входной цепью ицепью обратной связи,Наиболее близким техническим решением к изобретению является решающееустройство 12, содержащее операционный усилитель с цепью обратной связи,причем входная цепь операционного усилителя выполнена из последовательносоединенных элемента с частотно-зависимым коэффициентом передачи, ключа 20и масштабного резистора.Недостатком схем, в состав входнойцепи которых входят реактивные элементы, является то, что при подключениитакой цепи к входному резистору усилителя выходной сигнал кроме полезнойинформационной составляющей, соответствующей установившейся реакции аналогового устройства на данный входнойсигнал, содержит переходные составляю- ЗО щие, связанные с переходным процессомперезаряда реактивных элементов входной цепи. Наличие данных переходныхпроцессов приводит к задержке формирования выходного сигнала, соответствующего заданной функции, по отношениюк моменту его подключения, что ъ рядеслучаев совершенно недопустимо и снижает функциональные воэможности устройства,Целью изобретения является увеличение быстродействия и расширение диапазона входных сигналов.Поставленная цель достигается тем,чтб устройство содержит цепочку изпоследовательно соединенных дополни.тельных ключа и масштабного резистора,включенную между шиной нулевого потенциала и входом основного ключа.Схема устройства изображена на1; на Фиг.2 дан пример построенияо устройстват на фиг.3 показанаенная диаграмма выходного сигналапри линейно нарастающем входном напряжении.Устройство содержиусилитель 1 с цепью о 2 увходная цепь которогоследовательно соедине 3с частотно-зависимымпередачи, ключа 4 и масштабного резистора 5, дополнительный ключ б и дополнительный масштабный резистор 7. На входы управления ключей поступают противофазные сигналы.Предлагаемое устройство может быть многоканальным: содержать несколько входных цепей.устройство работает следующим образом. В начальном состоянии, т.е. когда не требуется Формирование выходного сигнала устройства по данному входному сигналу, замкнут ключ б; ключ 4 разомкнут. В период Формирования выходного сигнала прн противофазном изменении сигналов управления ключами ключ б размыкается, замыкается ключ 4. При этом, еспи обратная снязь усилителя неинерционна комплексное сопротивление в цепи входного сигнала не меняется и переходные процессы, вызванные данным переключением, отсутствуют. В качестве примера рассмотрим, какФормируется выходной сигнал при линейно нарастающем входном напряжении(см.фиг.З), Пусть с момента т = 0 напряжение нарастает со скоростью А,вывыходной сигнал по временной диаграмме снижается но временные интервалыЬ+начиная с мое ентон + 1, Еи т.д.Введем смещенные временные шкалыс , я ь 1И Ч е (1)где Ю - выходной сигнал;- резистор обратной связи;ток через емкость С.При размыкании ключа б и замыканииключа 4 в момент с ток емкостиес Л, ) =- А. (- е),в момент 4ес(тг) - Ас(1-е т ) (3)ФНапример, при 11= ЗТ Ьс(Дф 0,95 А,при ф - б Т 1(.Е,г) 0,99975 АУравнение (2 описывает реакцию реального дифференцирующего звена.(2) Таким образом, с выхода снимается сигнал производной. При этом необходимо учесть, что величина 1%1 С выбирается, с одной стороны, .исходя из заданной помехоустойчивости, с другойиз частотной характеристики процесса, характеризующегося сигналом входа,В примере построения предлагаемого устройстна (сел.фиг.2) элементом с частотно-зависимым коэффициентом передачи во входной цепи является конденсатор С. чтобы не внести погрешность выше допустимой величины,де 1 / дг(е )=.А +А -ст еВт,) -еэто справедливо, если ключ б и резистор 7 отсутствуют, а сигнал простокоммутируется на вход в те же нременные интервалы. Приращение напряженияна емкости11 О е= - Г ес(т 1)гтОтг 7С ( г) АС(1 Е )+(АЕг й(е ) т ЕприТ О15с (тг)-(Аг - л(е, ) -1при :д120 и т.д. Процесс носит в корне другойхарактер и полезную информацию - сигнал производной - снимать с выходапрактически невозможно.Приведенный пример иллюстрируетФункциональные возможности предлагаемого устройства,Таким образом, эФФективность предлагаемого аналогового устройства спереключением цепи входного сигналазаключается н появлении качественноновых свойств схем на операционныхусилителях с реактивными элементами(элемента с частотно-зависимым коэффициентом передачи) но входной цепи,подсоединяемой аналоговым ключом квходному резистору (масштабному резистору) операционной схемы, расширенииФункциональных возможностей и быстродействия, в возможности построениямногоканальных устройств с временной40 селекцией входных цепей, включающихреактивные элементы.Формула изобретенияРешающее устройство содержащееоперационный усилитель с. цепью обрат 45 ной связи, причем входная цепь операционного усилителя выполнена из последовательно соединенных элемента с частотно-занисимым коэФФициентом передачи, ключа и масштабного резистора,50 о т л и ч а ю щ е е с. я тем, что, сцелью увеличения быстродействия ирасширения диапазона входных сигналов,оАо содержит цепочку из последовательно соединенных дополнительных ключа55 и масштабного резистора, включеннуюмежду шиной нулевого потенциала и входом основного ключа.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Смолов В.Г. Аналоговые вычислительные машины, Е 4., Высшая школа,1972.2, Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных циФровых вычислительных устройств, И Энергия,65 1970, с. 336-341.б 07231 Составитель Л.СнищиковаТехРеД М. Борисова КоРРектоР С.ГаРасинЯк Редактор Т.Юрчикова Филиал ППП 1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Эакаэ 2585/37 Тираж 826 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5