Время-импульсное множительное устройство и его варианты

Союз Советскик Социалистическик Республик(23) ПриоритетОпубликовано 071181, Бюллетень Йо 41 О 06 С 7/16 Государственный комитет СССР но делам изобретений . н открытийДата опубликования описания 0711.81(72) Авторы изобретения Харьковский ордена Ленина политехнический. институт им. В.И. Ленина(54) ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И ЕГО ВАРИАНТЫ 2 Предлагаемое устройство относится к области электроизмерительной и аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для перемножения двух аналоговых сигналов в системах автоматического управления в измерительных преобразователях активной мощности и эффективного значения переменного напряженияИзвестны время-импульсные множительные устройства 13 состоящие из широтно-импульсного и амплитудного модуляторов, Наличие амплитудного модулятора, требующего специальных элементов для управления этим модулятором (трансформаторы, транзисторные схемы сдвига уровня) усложняет схему множительного устройства, снижает ее надежность, приводит к дополнительным погрешностям.Наибодее близким к изобретению является множительное устройство 23, содержащее широтно-импульсный модулятор и двухтактный транзисторный амплитудный модулятор.Недостатком этого множительного устройства является наличие транзисторного амплитуцного модулятора, состоящего из четырех транзисторов и требующего двух электрически изолированных каналов управления, чтозначительно усложняет схему.Целью изобретения является упрощение время-импульсного множительного устройства.Поставленная цель достигается тем,.что в предложенное время-импульсное множительное устройство, содержащее широтноимпульсный модулятор, источник первого входного сигнала, выход которогоподключен ко входу широтно-импульс -.ного модулятора и источник второговходного .сигнала, введены первый ивторой токозадающие резисторы и пер вый и второй ключевые диоды. Первыевыводы токозадающих резисторов объединены и подключены к выходу широтно-импульсного модулятора. Второй вывод первого токозадающего резистора 20 подключен к аноду первого ключевогодиода, катод которого подключен к одному выходу источника второго входного сигнала; а. второй вывод второготокозадающего резистора подключен ккатоду второго ключевого диода, анодкоторого подключен к другому выходуисточника второго входного сигнала.На фиг.1 приведена функциональнаясхема время-импульсного множительно го устройства, в которой две парало "6 60 лельные одинаковые ветви, состоящиеиз резистора, диода и второго источника управляющего сигнала, подключены к выходу широтно-импульсного модулятора непосредственно на фиг.2вариант предлагаемого устройства, вкотором две параллельные ветви подключены к выходу широтно-импульсногомодулятора через конденсатор; нафиг.З дана форма напряжения на выходе широтно-импульсного модулятора.Время-импульсное множительноеустройство содержит широтно-импульсный модулятор 1, источник первоговходного сигнала 2, разделительныйконденсатор, 3, токозадающие резисторы 4 и 5, ключевые диоды б и 7 и ис" 15точник второго входного сигнала 8.Ко входу модулятора 1 подключенисточник первого входного сигнала 2,к выходу непосредственно (см.фиг.1)либо через конденсатор 3 .(см. фиг.2) щподключены две одинаковые параллельные ветви, одна иэ которых содержитпоследовательно соединенные токозадающий резистор 4, ключевой диод б, адругая - токозадающий резистор 5 и.ключевой диод 7,25Рассмотрим работу схемы множительного устройства, приведенного нафиг.1.Предположим, что широтно-.импульсный модулятор генерирует на выходе ЗОдвухполярные прямоугольные импульсыразличной амплитуды О(о+) и Оо) (см.фиг.З,а) . Причем среднее значение вы"ходного напряжения широтно-импульсного модулятора за период его работы 35(за время сл + с) равно нулю, чтоимеет место во многих широтно-импульсных модуляторах, выполненных с применением магнитных сердечников.Относительная разность с положи Отельного Сл и отРицательного С 1 импульсов выходного напряжения широтно-импульсного модулятора, определяется следукщим соотношением;( 45с,+с)где Оо- напряжение источника 2;К - коэффициент пропорциональностиПри положительном напряжении на выходе широтно-импульсного модулятора с амплитудой Оф)будет открыт диод б. Ток через него (полагая ключевые диоды б, 7 идеальными, а полярность напряжения источника второго входного сигнала 8 соответствукщей фиг,1) равен,где О) - напряжение источника 8; Вл.- сопротивление резистора 4 При отрицательном напряжении широтно-импульсного модулятора с амплитудой О открыт диод 7 и ток черезнего )Э будет равен где В 5" сопротивление резистора 5.Среднее значение тока )ср на выхо"де множительного устройства (фиг,1)эа период работы модулятора с +равно (полагая К= К 5= В)Р с +со (+1) Я .1+1 Поскольку первый член в (4) определяется величиной которая представляет среднее значениенапряжения выхода широтно-импульсногомодулятора за период его работы, тоон равен нулю. Соотношение (4) с учетом этого .соображения и с учетом выражения (1) преобразуем к следующемувиду: Как видно из выражения (5), среднее значение тока на выходе множительного устройства за период работы широтно-импульсного модулятора пропорционально произведению входных управляющих сигналов.Если среднее значение напряжения на выходе широтно-импульсного модулятора не равно нулю, но выходное напряжение имеет стабильную амплитуду (Оо = О = Оа ) (фиг 3 б) что такс 4) ( )же имеет место во многих схемах широтно-импульсных модуляторов, то среднее значение выходного тока в этом случае равно Если входные сигналы Ол и Объявляв ются периодическими функциями с периодом Т и их средние значения за период Т равны нулю, что имеет место пои использовании множительных устройств в измерительных преобразователях активной мощности.или эффективного значения переменного напряжения, то среднее значение выходного тока множительного устройства за период входных сигналов будет равно среднему значению произведения входных сигналов. т т Э = - 1 Ю= - - ОО 1%, Р) г, 1 К со тсд т % аПервый член из выражения (б) в этомслучае обращается в нуль, посколькусреднее значение О за период Т рав879601 Фкг Г ВНИИПИ Заказ 9722/20 Тираж 748 Подписно Филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул.Проектная выводы токозадающих резисторов объединены и через разделительный конденсатор подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, второй вывод первого токоэадающего резистораподключен к аноду первого ключевогодиода, катод которого подключен кодному выходу источника второго входного сигнала, а второй вывод второготокоэадиющего резистора подключен ккатоду второго ключевого диода,анод которого подключен к другому входу источника второго входногосигнала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Г. Кори, Т. Кори. Электронныеаналоговые и аналого-циФровые вы 511 Ичислительные машины. т.1, М., Мир1967, с353.2. Бенин В.Л., Кизиллов В.У.Статические измерительные преобразователи электрической мощности. М.,