Развертывающий преобразователь

(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И. Цытович, Л,А. Лазуко и О.В. Одинцова(56) Авторское свидетельство СССР В 54297, кл. 0 06 0 7/12, 1975,Авторское свидетельство СССР В 664289, кл. Н 03 К 7/08, 1976. (54) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к усилительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных мащинах. Целью изобретения является повыщение быстродействия, Развертывающий преобразователь содержит первый и второй сумматоры, интегратор, подключенный к входам первого и второго релейных элементов,амплитудный модулятор, соединенныепоследовательно элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ и фильтр низких частот, а также соединенные последовательно демодулятор и пропорционально-дифференцирующий элемент. Эффект повыщения быстродействия достигается засчет уменьщения постоянной временифильтра низких частот, причем этоуменьщение обусловлено взаимнойкомпенсацией противофазных пульсаций с выходов пропорционально-дифференцирующего элемента и фильтраво втором сумматоре. 3 ил.%Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигналаи может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах,Целью изобретения является повышение быстродействия.На фиг, 1 изображена функциональная схема развертывающего преобразователя; на фиг. 2 и 3 - временныедиаграммы сигналов.На фиг. 1 обозначены первый ивторой сумматоры 1 и 2, интегратор 3,первый и второй релейные элементыи 5, амплитудный модулятор 6,элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7, фильтрнизких частот 8, демодулятор 9, пропорционально-дифференцирующий элемент 10, вход 11, выход 12.На фиг. 2 и 3 введены следующие обозначения:Х (1) - сигнал на входе 11;У (1) - выходное напряжение ин 3тегратора 3;У 4 (С) - выходной сигнал первогорелейного элемента 4;У(1) - выходной сигнал второго релейного элемента 5;Уб (1) - сигнал на выходе амплит диого модулятора 6;У (1) - выходные импульсы элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ ;У (1) - напряжение на выходе8фильтра низких частот 8;У (1) - выходной сигнал демо 9дулятора 9;У (1) - выходной сигнал проюпорционально-дифференцирующегоэлемента 10;1, 1, 1 - интервалы преобразования.Развертывающий преобразовательработает следующим образом.Первый и второй сумматоры 1 и 2имеют коэффициент передачи, рав.ныйПервый релейный элемент 4 выполнен с неинвертирующей петлей гистерезиса и порогами переключения+В, Выходной сигнал меняется дискретно в пределах ф А.Второй релейный элемент 5 имеетнулевой уровень порогов включения,неинвертирующую характеристику, аего выходной сигнал также может дискретно меняться в диапазоне + А.Элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 форми-.рует на выходе импульсный сигнал,знак которого соответствует знаку произведения его входных воздействий.Амплитудный модулятор 6 формирует импульсный сигнал, амплитуда которого определяется уровнем сигнала на входе 11, т.е. на его сигнальном входе, а длительность соответствует длительности импульсов на входе второго релейного элемента 5.Каскад, образованный первым сумматором 1, интегратором 3 и первым релейным элементом 4 представляет автоколебательное звено с частотно- широтно-импульсной модуляцией.При отсутствии сигнала на выходе амплитудного модулятора 6 выходной сигнал интегратора 3 имеет форму симметричной "пилы", амплитуда которой нормируется величиной порогов переключения первого релейного элемента 4. При этом выходные сигналы первого и второго релейных элементов 4 и 5 сдвинуты друг относительно друга на 90 эл. град.В этом случае на выходе элемена РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 формируется сигал типа "меандр" со средним нулевым значением, частота которого в цва раза превышает частоту импульсов на выходе первого релейного элемента 4,Сигнал на выходе амплитудного 1ьЬдулятора 6 (фиг. 2 б) имеет частоту выходных импульсов второго релейного элемента 5 и амплитуду, пропорциональную уровню сигнала на входе 11 (фиг. 2 а, б).При наличии сигнала на входе 11 на вход первого сумматора 1 с вью" хода амплитудного модулятора 6 подается сигнал типа "меандр" со средним нулевым значением (фиг. 2 б). Это приводит к изменению производной развертки на выходе интегратора 3 (фиг. 2 а), В интервалах времени 1 1,1скорость изменения выходного сигнала интегратора 3 определяется суммой сигналов на входах первого сумматора 1, а в интервалах времени 1 , С - зависит от разности этих сигналов, В результате момент времени перехода разверткой Уэ(1) нулевого уровня смещается в сторону переднего фронта импульсов на выходе первого релейного элемента 4, и фазовый сдвиг между сигнала"ми на выходах первого и второго элементов 4 и 5 увеличивается (фиг. 2 а, б 1. Это вызывает изменение скважности импульсов на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7, постоянная составляющая которых за полупериод автоколебаний достигает уровня, пропорционального величине сигнала на входе 11 (фиг, 2 в).Фильтр низких частот 8 является апериодическим.фильтром первого порядка и предназначен для выделения постоянной составляющей выходного сигнала элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 (фиг. 2 в) .С помощью демодулятора 9 происхо.дит выпрямление выходного сигнала чнтегратора 3 (фиг. 2 а, г).Пропорционально-дифференцирующий элемент 10 осуществляет подавление постоянной составляющей выходного сигнала демодулятора 9 (фиг.2 г) При этом на выходе пропорциональнодифференцирующего элемента 10 фор - мируется сигнал со средним нулевым значением, форма которого фиг.2 е) с достаточной степенью точности повторяет форму пульсаций выходного сигнала фильтра низких частот 8 фиг, 2 в) .С помощью второго сумматора 2 происходит сложение выходных сигналов пропорционально-дифференцирующего элемента 10 и фильтра низких частот 8. Учитывая, что пульсации в этих выходных сигналах находятся в противофазе, во втором сумматоре 2 осуществляется их взаимная компенсация 1 фиг. 2 д), в результате которой снижается уровень пульсаций сигнала на выходе 12, причем без 1увеличения постоянной времени фильтра низких частот 8.При изменении знака сигнала на входе 11 (фиг. 3 а) выходные им".пульсы амплитудного модулятора 6 оказываются сдвинутыми относительно выходного сигнала второго релейного блока 5 на 180 эл. град, (фиг. 3 б), что влечет за собой изменение знака сигнала на выходе 12(фиге Зр В Г д)е С ростом амплитуды сигнала навходе 11 фазовый сдвиг между выходными сигналами первого и второгорелейных элементов 4 и 5 уменьшается (фиг, 3 а, б), а постояннаясоставляющая выходных импульсовэлемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 увеличивается.По сравнению с устройством-про тотипом предлагаемый развертывающий преобразователь характеризуется более высоким быстродействиемза счет возможности уменьшения постоянной времени фильтра низких 15 частот 8.формула изобретения Развертывающий преобразователь, 20 содержащий соединенные последовательно интегратор и первый релейныйэлемент, выход которого подключен кпервому входу элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, к второму входу которого 25 подключен выход второго релейногоэлемента, вход которого соединен свыходом интегратора, амплитудныймодулятор, пропорционально-дифференцирующий элемент, о.т л и ч а ю - З 0 щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены демодулятор, фильтр низких частот, первый и второй сумматоры, причем сигнальный вход амплитудногомодулятора является входом развертывающего преобразователя, выходамплитудного модулятора соединен спервым входом первого сумматора,второй вход которого подключен квыходу первого релейного элемента,выход первого сумматора соединен свходом интегратора, выход которогоподключен к входу демодулятора, вь"ход которого через пропорционально-дифференцирующий элемент соединен с первым входом второго сумматора, выход второго релейногоэлемента, подключен к управляющемувходу амплитудного модулятора, выход50элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ через фильтрнизких частот подключен к второмувходу второго сумматора, выход которого является выходом развертьг"вающего преобразователя.1211762 екма 643/55 Тираж 673 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и бт 113035, Москва, Ж, Раушска