Вычислительное устройство для широтноимпульсных сигналов

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 763908(23) ПриоритетОпубликовано 150980. Бюллетень М 34Дата опубликования описания 180980 51)М, Кд,з С 06 6 7/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина)(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Известно вычислительное устройство для время-импульсных сигналов 11, содержащее Формирующий и разделитель ный узлы импульсов, разрядное устройство, интегрирующий усилитель, триггер, генератор пилообразного напряжения, эмиттерный повторитель, ключевые элементы, запоминающий конден сатор, компаратор и электромагнитные линии задержки. Это устройство отличается сложностью и громоздкостью, невысокой точностью преобразования, обусловленной критичностью резуль тата преобразования к временной и температурной нестабильности постоянной времени интегрирующего усилителя, невозможность работы в следящем (непрерывном) режиме. 20Наиболее близким техническим решением является вычислительное устройство для широтно-импульсных сигналов 21, содержащиее мост, образованный четырьмя импульсно-управляе ьыми резисторами, источник постоянного напряжения, подключенный между шиной нулевого потенциала и общим выводом первого и второго импульсно-управляемых резисторов, общий вывод 30 2третьего и четвертого импульсно- управляемых резисторов подключен к шине нулевого потенциала, управляющие входы первого, второго и третьего ймпульсно-управляемых Резисторов являются входами устройства, дифференциальный усилитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к общему выводу первого и четвертого и .к общему выводу второго и третьего импульсно-управляе" мых резисторов и через первый и второй усреднявщие. конденсаторы - к шине нулевого потенциала, широтно- импульсный модулятор, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, а выход соединен с управляющим входом четвертого импульсно- управляемого резистора, являющимся выходом устройства.Недостатком такого устройства являются ограниченные функциональные возможности. Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей устройства за счет вычисления корня квадратного из разности постоянной величины и результата множительноделительной операции.Это достигается тем,что вычисли-тельное устройство для широтноимпульсных сигналов, содержащее мост,образованный четырьмя импульсно-управляемыми резисторами, каждый изкоторых выполнен на последовательносоединенных резисторе и ключе, источ.ник постоянного напряжения, подключенный между шиной нулевого потенциала и общим выводом ключей первогои второго импульсно-управляемых резисторов, общий вывод ключей третьего и четвертого импульсно-управляемых .резисторов подключен к шине нулевого потенциала; управляющие входыключей первого, второго и третьегоимпульсно-управляемых резисторов15являются входами устройства, дифференциальный операционный усилитель,первый и второй входы которого соединены через первый и второй.усредняющие конденсаторы с шиной нулевого потенциала и подключены соответственно к общему выводу резисторовпервого и третьего импульсно-управляемых резисторов и к общему выводурезисторов второго и четвертого 25импульсно-управляемых резисторов,широтно-импульсный модулятор, входкоторого подключен к выходу дифференциального операционного усилителя, а выход - к управляющему входучетвертого импульсно-управляемогорезистора, дополнительно содержиттретий усредняющий конденсатор,цифровой инвертор и пятый импульсноуправляемый резистор, выводы которого подключены к шине нулевого потенциала, а управляющий вход - к выходу цифрового инвертора, являющегосявыходом устройства, вход цифрового инвертора подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, третий 40усредняющий конденсатор включенмежду общим выводом ключа и резистора пятого и общим выводом ключа ирезистора четвертого импульсно-управляемых резисторов. 45Блок-схема устройства приведенана чертеже.Вычислительное устройство содержит первый, второй, третий и четвертый импульсно-управляемые реэисторы 1,2,3 и 4, источник постоянно.го напряжения 5, дифференциаль(ыйоперационный усилитель б, первыйи второй усредняющие конденсаторы7,8,широтно-импульсный модулятор 9,циФровой инвертор 10, пятый импульсно-управляемый резистор 11, третийусредняющий конденсатор 12.Устройство работает следующимобразом.На управляющие входы импульсноуправляемых резисторов 1,2,3 поступают входные широтно-импульсные сигналы в виде периодически повторяющихся прямоугольных импульсов с относительными длительностями Я Э,Я(2) (3) где Е - напряжение источника 5, ЯЯтЯ- проводимости резисторов, входящих в состав соответствующих импульсно-управляемых резисторов 1,2,3;1 ц - постоянная составляющая тока,вытекающего иэ узловой точки"а" через импульсно-управляемый резистор 4 в общую точкусхемы. Значение тока 1 ц для установившегося режима работы схемы можно найти. из условия равенстваприращений количества электричества, приобретаемого конденсатоВ каждом иэ периодов Т работы ключимпульсно-управляемого резисторасоответственно 1-4, 11 замкнут втечение времении разомкнут втечение времени Т- ь . 1.роводимостьимпульсно-управляемого резистора всреднем пропорциональна относительнойдлительности управляющего широтноимпульсного сигнала, "Развязка" попеременному току импульсно-управляемых резисторов 1-4, 1 между. собойобеспечивается усредняющими конденсаторами 7,8,12. Благодаря им навходы дифФеренциального усилителя бФпоступают только постоянные составляющие напряжений в точках "а" и "б"(см.чертеж), а высшие гармоники подавляются.Изменение относительных длительностей управляющих широтно-импульс-.ных сигналов приводит к пропорциональному изменению проводимостей.импульсно-управляемых резисторов1-3, что вызывает изменение постоянных составляющих напряжений в тбчках"а" и "б". Разность этих напряженийчерез дифФеренциальный усилитель бвоздействует на широтно-импульсныймодулятор 9, который благодаря отрицательной обратной связи подбираетвыходную величину схемы 9,д так,чтобы мост оказался уравновешенным.Известно, что условие равновесиямоста состоит в следующемгде О ,Оу - постоянные составляющиенапряжений, действующихи и пбиУчитывая пропорциональность среднего значения проводимости импульсноуправляемого резистора относительнойдлительности управляющего широтноимпульсного сигнала и идеальностьдифференциального операционного усилителя постоянного тока, можно запиЛ-О )Ь,6, 1сатьИ- йб)а Е;-обае0 Еили6 + р2 Ь Ъ763908 Составитель Н.БалабошкоРедактор Н.Каменская Техред М.Рейвес Корректор И.Де каз 6285 43 , Тираж 7 1 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж 35 Ра