Элемент с управляемой проводимостью

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ИЛЬСТЬУСовэ Советских Соцналнстнчвскнх Рвспублнк(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 25 Д 2,79 (21) 2857456/18-24 с присоединением заявки йо -(23) ПриоритетОпубликоваио 150681, бюллетень И 930 Дата опубликования описания 10881 С 06 С 7/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения И.В,Герасимов, И.А.Никкщенков, С.В,Родионов и В.В.Сальников ь Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. ульянова (Ленина)(54) ЭЛЕМЕНТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в устройствах автоматического регулирования и управления, в кнфор мационно-измерительных системах и устройствах, где необходимо выполнение нелинейного дискретно-аналогового преобразования сигналов.Известен двухполюсный элемент с цифро-широтным управлением проводимостью,. содержащий последовательно соединенные аналоговый ключ и резистор с цифроуправляемой проводимостью, за;иунтированные сглаживающим конденсатором. На управляющий вход ключа поступает ШИК-сигнал с относительной длительностью 9 , а на управляющие входы резистора - код с относительным эначениембн 12 .Недостатком данного элемента является отличие его функциональной характеристики от заданной. Кроме того, он отличается конструктивной сложностью из-за наличия цифроуправляе-25 мого резистора.Наиболее близким к предлагаемому является двухполюсный элемент суправляемой проводимостью, содержащйй генератор опорной частоты, первый и второй многоустойчивые фаэоимпульс-ЗО ные элементы, первые информационные входы которых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты, управляющие входы являются управляющими входами элемента, а вторые информационные входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов подключены к шинам задания опорной частоты, триггер, входы которого соответственно подключены к выходам много. устойчивых фаэоимпульсных элементов, последовательно соединенные первый масштабный резистор и первый однополюсный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, первый вывод первого масштабного резистора и выход первого ключа являются соответственно первым и вторым выводами двухполюсного элемента (.21.Недостатком данного элемента является невозможность управления средним значением проводимости двухполюсного элемента в соответствии с логарифмическим законом.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет управления проводимостью по логарифмическому закону.Поставленная цель достигается тем, что предлагаеьый двухполюсный элемент30 40 50 55 с управляемой проводимостью содержитвключенные между его выводами параллельно соединенные второй масштабныйрезистор и первый сглаживающий конденсатор, параллельно которым подключена цепочка из последовательносоединенных третьего масштабного резистора, четвертого масштабного резистора и второго ключа, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, объединенные выводы третьегои четвертого масштабных резисторовчерез второй сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала,Сущность предлагаемого изобретения состоит в расширении функциональных возможностей данного устройстваза счет обеспечения логарифмического закона управления средним значением проводимости элемента с помощьюдополнительной коммутируемой резистивно-емкостной цепи, среднее значение проводимости которой позволяетприближенно воспроизводить логарифмический закон управления.На фиг. 1 приведена функциональная схема элемента с управляемой проводимостью, на фиг. 2 - график изменения погрешности аппроксимации логарифмической зависимости,Элемент с управляемой проводимостью содержит первый сглаживающийконденсатор 1, последовательно соединенные первый масштабный резистор2 и первый однополюсный ключ 3, второй масштабный резистор 4, последовательно соединенные третий масштабный резистор 5, четвертый масштабныйрезистор б и второй однополюсныйключ 7, второй сглаживающий конденсатор 8, триггер 9, первый и второймногоустойчивые фазоимпульсные элементы 10 и 11, генератор 12 опорнойчастоты, выход которого подключен кпервым информационным входам многоустойчивых фазоимпульсных элементов,вторые информационные входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов 13 и 14, управляющие входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов 15 и 16, шину 17 нулевого потенциала.Элемент работает следующим образом.На первые информационные входы многоустойчивых элементов 10 и 11 поступают с выхода генератора 12 импульсы высокой частоты Г, На выходе многоустойчивого элемента 10, подключенного к первому входу триггера 9, появляются импульсы с частотой Г = Гlп (где и - коэффициент деления многоустойчивого элемента), совпадающие по времени с одним из импульсов последовательности Г,Сдвиг по фазе последовательностиотносительно опорной последовательности Го, формируемой на выходе многоустойчивого элемента )1, подключенного ко 10 15 20 25 35 45 второму входу триггера 9, определяет число й, записанное в элементе 10 по входу 13. Запись нового значения этого числа в элемент 10 производится в момент времени, сдвинутый относительно моментов появления импульсов Го на количество квантов 1/Г, равное записываемому числу. В результате того, что последовательности Г и Г подаются на разные входы триггера 9, один из его выходов находится в единичном состоянии в течение времени, пропорционального записанному в многоустойчивом элементе 10 числу й. Остальное время периода на этом выходе - нулевое состояние. Таким образом, на выходе триггера 9, подключенном к управляющим входам ключей 3 и 7, формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью Ъ =Фо й (где ьо = йГ) и периодом повторения Т = 1/Го . Поскольку длительность этих импульсов пропорциональна управляющему коду й, то можно их рассматривать как широтно-модулированный импульсный сигнал с относительной длительностью 9 =/Т (ШИМ-сигнал) .ШИМ-сигнал управляет средними значениями проводимостей импульсно- управляемых резисторов, представляющих собою цепочки из последовательно соединенных ключа 3 и масштабного резистора 2, ключа 7 и масштабного резистора б. Сглаживающие конденсаторы 1 и 8 обеспечивают подавление высших гармоник напряжений, возникающих при коммутации ключей 3 и 7. За счет этого элементы оказываются развязанными по переменному току, что позволяет рассматривать только средние значения их проводимостей. Сглажиьающий конденсатор 1 обеспечивает развязку по переменному току элемента в целом и внешней по отношению к нему цепи, подключенной к зажимам а и б, а конденсатор 8 развязку масштабного резистора 4 и импульсно-управляемого резистора, образованного масштабным резистором б и ключом 7, В связи с отмеченным проводимость элемента в целом по среднему значению можно представить в виде суммы проводимостей трех параллельно включенных цепочек: импульсно-управляемого резистора, образованного масштабным резистором 2 и ключом 3, последовательно соединенных операционного резистора 5 и импульсно-управляемого резистора, образованного масштабным резистором б и ключом 7 и,наконец масштабного резистора 4. Получена функциональная характеристика элемента в целом, описываемая выражением1д(Э) - 6+ С 6+4 - - --6 9 б855671 формула изобретения й где 6 С 6 и С - проводимости соотг Ъ 4ветствующих параллельных цепочекф6 - относительная длительность широтноимпульсноГО сиГнала,управляющегоключами. По этому выражению реализуется предлагаемый элемент с управляемой проводимостью,1 ОДостоинством предлагаемого элемента по сравнению с известным является возможность реализации логарифмического закона управления средним значением проводимости, что позволяет строить различные нелинейные по отно шению к управляющему воздействию цепи, а также высокая надежность, обусловленная простотой схемы, помехоустойчивость, вытекающая из принципа усреднения широтно-модулированных па раметров,и технологичность, что следует из однородности его структуры. Элемент с управляемой проводимостью, содержащий генератор опорной частоты, первый и второй многоустойчивые Фазоимпульсные элементы, первые информационные входы которых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты, управляющие входы являются управляющими входами элемента, а вторые информационные входы многоустойчивых Фазоимпульсных элементов подключены к шинам заданияопорной частоты, триггер, входы которого соответственно подключены к выходам многоустойчивых фазоимпульсныхэлементов, последовательно соединенные первый масштабный резистор и первый ключ, управляющий вход которогоподключен к выходу триггера, первыйвывод первого масштабного резистораи выход первого ключа являются соответственно первым и вторым выводамиэлемента с управляемой проводимостью,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональных возможностей за счет управления проводимостью по логарифмическому закону,элемент содержит включенные междуего выводами параллельно соединенныевторой масштабный резистор и первыйсглаживающий конденсатор, параллельнокоторым подключена цепочка изпоследовательно соединенных третьегомасштабного резистора, четвертогомасштабного резистора и второго ключа, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, объединенныевыводы третьего и четвертого масштабных резисторов через второй сглаживающий конденсатор подключены к шиненулевого потенциала;Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 359755, кл. С 06 3 3/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССРУ 289424, кл. 6 06 Д 3/00, 1971 (прототип).855671 Составитель Т. СапуноТехред С, Мигунова ректор В. Синицкая Иинк илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 едактор Н. аказ 6916/7 ВНИИПИ Г по дел 113035, МоТираж 745ударственном изобретева, Ж,о коЯ иушск Подписноитета СССРткрытийя наб., д. 4/5