Бигармоничное синусно-косинусное множительное устройство

р)660064 Оп ИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бааз Советский Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 2) Автор изобретен А. Б. Лукашен Рижский ражданс(71) Заявитс раснознаменныи институт инженеров й авиации им. Ленинского комсомола ГАРМОНИЧНОЕ СИНУСНО-КОСИНУСНОМНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ов - под угломи т(и) 1, ва является сле 15(43) Опубликовано 30,04. Изобретение относится к аналоговым электромеханическим вычислительным устройствам, предназначено для умножения произвольных сигналов, заданных электрическими напряжениями, на синусно-косинусные функции первых двух гармоник (т. е. на з 1 псо 1 и соз со 1, з 1 п 2 со 1 и соз 2 со 1) и может использоваться в аппаратуре гармонического анализа, например, для экспериментального исследования нсстационарных аэродинамических характеристик моделей летательных аппаратов методом вынужденных колебаний, в частности с использованием внутримодельных множительных устройств.Известны электромеханические синуснокосинусные множительные устройства. В одном из известных устройств умножение электрических сигналов на синус и косинус необходимой гармоники и осуществляется с помощью дифференциальных мостовых схем с фоторезисторами, каждый из которых отделен от соответствующего осветителя вращающимся диском со светонепроницаемым шаблоном, выполненным по закону требуемой гармонической зависимости в полярной системе координат, причем фоторезисторы каждой мостовой схемы размещены друг относительно друга вдоль окружности под углом (2 т - 1) т/и, а фоторезисторы разных мост(2 т - 1)п/2 и, (т=1, 2, 3,Недостатками устройстдующее:во-первых, ограниченное число каналов умножения, максимум которого кратен порядковому номеру и гармоники гармонических зависимостей;во-вторых, необходимость иметь набор смею ых крышек корпуса, поскольку при и) 3 для удобства размещения фоторезпсторов и осветителей, диаметры их существенно возрастают, а это в каждом случае сопряжено с дополнительными затратами времени для конструктивной переборки устройства;в-третьих, сложность перемонтажа фото- резисторов и осветителей с изменением порядкового номера гармонической зависимости и необходимость после этого в дополнительной юстировке светооптических трактов.Наиболее близким техническим решением и данному изобретению является бигармопичное спнусно-косинусное множительное устройство, содержащее два дифференциальных фоторезистивных моста, входные диагонали которых подключены к источнику входного напряжения, а выходные диагонали - соответственно к первому и вто3рому выходам устройства, прямоуго;. ьныссветочувствительные слои фоторезисторовдифференциальных фоторезистивных мостов, оптически связанные через модулятори линейный конденсатор с источником света, установлены встык один над другим вплоскости, параллельной оси вращениямодулятора, выполненного в виде двух эксцентрично расположенных под углом 90непрозрачных цилиндров 12,Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет производить одновременное умножение электрических сигналов на синусно-косинус;1 ые функции первой и второй гармоники. Для выполнения этого требуется использованиедвух подобных множительных устройств,причем их валы должны быть связаны через редуктор с коэффициентом редукции,равным двум, который вносит в работу гогрешности за счет механических люфтов.Кроме того, трудно добиться точного согласованного (синхронного) вращения валов эксцентриковых модуляторов обоихустройств, 25Целью изобретения является повышениеточности и уменьшение габаритов устройства,Поставленная цель достигается тем, чтов устройство введены сумматор, делитель 30входного напряжения и два дополнительных фоторезистивных моста, вхОдные диагонали которых подключены к выходнымдиагоналям основных дифференциальныхфоторезистивных мостов, выходная диагональ одного дополнительного дифференциального фоторезистивного моста связана стретьим выходом устройства, а выходнаядиагональ другого подключена к первомувходу сумматора, связанного вторым входом с выходом делителя входного напряжения, а выходом - с четвертым выходомустройства,На фиг. 1 приведена принципиальнаясхема устройства; на фиг. 2 в - его электрическая схема,Устройство содержит вращающийся вал1, непрозрачные цилиндры 2, 3 модулятора, установленные на общем валу 1 подуглом 90 один относительно другого, источник света 4, снабженный линейным конденсатором 5, предназначенным для создания равномерного светового потока, восемьфоторезисторов 61 - 6, с идентичными характеристиками. Диаметры цилиндров 2 и 553 модулятора не превышают высоты свето.чувствительных площадок фоторезисторов6. Фоторезисторы 6 включены попарно всмежные плечи основных 7, 8 и дополнительных 9, 10 дифференциальных фоторезистивных мостов (фиг, 2). В другие дваплеча мостов 7 - 10 включены постоянныерезисторы 111 - 11 Фоторезистивные мос.ты 7 и 8 соединены общей диагональю иподключены вместе с делителем 12 вход ного напряжения к источнику входного напряжения с 1(1) 13, а другие диагонали этих мостов связаны соответственно с первым 141 и вторым 14 выходами устройства и с соответствующими входными диагоналями фоторезистивных мостов Э и 10. Выходная диагональ моста 9 соединена с треп им выходом 14, устройства, а выходная ди;1 гональ моста 10 сосд 1 исна с чстве 1 этым Выходом 144 устройства 1 срез сумматор 15, к другому входу которого подключен выход дел 1 пеля 12 входного напряжения, уменьшающего вдвос вхо.1 иой сигнал источника 13,Работает устройство слс;1 ".с:цим Образом.При вращении вала 1 с угловой сксростью оэ цилиндры 2 и 3 модулятора модулирют световые 1 готски, падающие От источника Гвс".а 4 через конденсатор 5 на фоторсзисторы 6 по законам Гипса и косинуса и основной (первой) гарх.оники, причем попарно дифференциально.Соответственно пропорционально этим законам модуляции световых потоков изменяются сопротивления фоторсзисторов 6"Рб(1) .б 161(1): Яо - Лl (Я 1 П 054),Ъ (1) - 3, -1- ЛР(сов),где Лб - сопротивление фоторезистора при освещении половины еэ.о светочувствительной площадки.Согласно теории чстырехпле нных омических мостов, сигналы, снимаемые с их выходных диагоналей, будут пропорциональны произведениям входных сигналов на 1111 икции из мсисни и ГО.150 г 11 влс ний актив. ных илсч.В результате, выходные сигналы фоторезистивных мостов- 10 будут пропооциональны:для моста 7 - С/, .(к) ИЯз 1 и дл 51 моста 8 - Ь С/ (1) соя для моста 9 У,. . Уфссэв.4 в 1 пб 1:-з 1 п 2.,1:-" l ни 2 1,С (15для мости 10 У 4 (/): - У (с) вш б 5 У яи юЕ:: Ув 1 п 2 аУ.На входе сумматора 15 подклкэчсны в противофазе два электрических сигнала, пропорциональные 11 (.) в 1 п бэ 1 и с.1 (1) /2, поэтому его выходной сигнал будет пропорционаленС,( ) и (О з 1 пж - =- - (1 - 2 з 1 пб 4: - 5(1) сов 2 1.О (1)Таким образом, при непрерывном вращении вала 1 с цилиндрами 2, 3 модулятора с постоянной угловой скоростью си, свыходов устройства 14 снимаем электриеские сигналы, пропорциональные произведениям входного сигнала на синусно-косинусные функции первой и второй гармоники, т, е, У з 1 п со, ИЯ сов оэ, 5 Е/(1) з 1 п 2 соУ, Сl (1) сов 2 в, которые синхронны между собой, так как угол фазового сдвига между цилиндрами 2, 3 модулятора в 90 механически выдерживается с высокой точностью и сохраняется в кана лах обоих гармоник. При этом само бигармоничное синусно-косинусное множительное устройство отличается простотой и компактностью конструкции, малыми габаритами в направлении, поперечном оси вра щения вала 1. Для увеличения числа каналов умножения в кратное число раз возрастает число фоторезистивных мостов 7 - 10, а следоватстно, число дифференциально сопряженных пар фоторезисторов 6, и 2 О пропорционально удлиняются цилиндры 2, 3 модулятора.Формула изобретенияБигармоничное синусно-косинусное мно жительное устройство, содержащее два дифференциальных фоторезистивных моста, входные диагонали которых подключены к источнику входного напряжения, а выходные диагонали - соответственно к Зп первому и второму выходам устройства,прямоугольные светочувствительные слои фоторезисторов дифференциальных фоторезистивных мостов, оптически связанные через модулятор и линейный конденсор с источником света, установлены встык один над другим в плоскости, параллельной оси вращения модулятора, выполненного в виде двух эксцентрично расположенных под углом 90 непрозрачных цилиндров, о т л ич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения габаритов устройства, в него введены сумматор, делитель входного напряжения и два дополнительных фоторезистивных моста, входные диагонали которых подключены к выходным диагоналям основных дифференциальных фоторезистивных мостов, выходная диагональ одного дополнительного дифференциального фоторезистивного моста связана с третьим выходом устройства, а выходная диагональ другого - подключена к первому входу сумматора, связанного вторым входом с выходом делителя входного напряжения, а выходом - с четвертым выходом устройства,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР374614, кл. 6 066 7/16, 1970.2. Авторское свидетельство СССР ;о 527718, кл. 6 066 9,00, 1974.Сссгавитель Ю. Козло Тираж 77 гз делам изобретений и скан наб, д 4,5 Гинографии, нр. Сапунова, 2 Я Редактор С. Равва аказ 55617 11 Г 10 1 осуд Изд. М 267венного комитета СССР п 13635. Москва, Ж, Рау Подписно1 крытий