Развертывающий преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕСПУБЛИН ав св(50 4 С 06 С 7/12 ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ етени работ вающии торы 1, о числа скииола 5 к до овной е раз атора жения о СССР1978,СССР1984.ЗОВАТЕЛк усил стающихтребует быть яннои а пно-импульа и можетвых вычисГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЙЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относитсятельным устройствам с широсным преобразованием сигналбыть использовано в аналого лительных машинах, Целью изоб является повышение надежности и помехозащищенности. Раэверт преобразователь содержит сумм 2, 3, группу 6 -6 иэ нечетно релейных элементов, группу 5 полнительных интеграторов, ос интегратор 4, В преобразовате вертка на выходе третьего сумм 2 формируется в результате сл более медленных линейно нар (спадающих) сигналов. Поэтому мая частота автоколебаний мож достигнута беэ снижения посто времени интеграторов 4, 5 -5 тем увеличения их числа, 5 ил01 2 1 12838Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.5Цель изобретения - повышение надежности работы и помехозащищенности.На Фиг.1 представлена функциональная схема развертывающего преобразователя; на фиг.2-5 - временные диаграммы сигналов,На Фиг,1 обозначены первый сумматор 1, третий сумматор 2, второй сумматор 3, основной интегратор 4, группа дополнительных интеграторов 5, 155 5, группа релейных элементов 6, бг, , 6, вход 7 и выход 8.На Фиг.2-5 Обозначены х - сигнал на входе 7; 7, , 1 г.,Хз (г.) - выходные сигналы основного 20интегратора 4 и дополнительных интеграторов 51 5 г, У, (й), Ург ,7(С) - выходные сигналы релейныхэлементов 6 бг б, Уьыхсигнал на выходе 8,Релейные элементы б , 6 имеют неинвертирующую петлю гистерезисаи симметричные относительно нулевогоуровня пороги переключения ф В, где1=1,2 о, 30Положим что 1 В 1Вг 1 еаВеВыходной сигнал релейных элементов61, , б, меняется дискретно в пределах + А/и. При рассмотрении принципа действия положим, что п=К=З, акоэффициент передачи входного сигналаравен 1,Развертывающий преобразователь ра-ботает следующим образом. щенке амплитуды сигнала на выходе 8(фиг,2 Ъ) и снижение скорости изменения разверток на выходах основного идополнительных интеграторов 4, 51,5 (Фиг.2 а,д,е,ж), В момент времениг релейный элемент бг переходит в"отрицательное" состояние (фиг,2 Ь),и выходные сигналы релейных элементов 6 и бз взаимно компенсируются(Фиг,2,1). На этом ориентация репейных элементов заканчивается и устанавливается режим устойчивых автоколебаний. После изменения знака сигнала на выходе релейного элемента бг(Фиг.2 б) амплитуда сигнала на выходе8 имеет отрицательный знак (Фиг,2)и развертки интеграторов 4, 51, 5 г(Фиг.2 а,д,е,ж) нарастают в положительном направлении до момента переключения релейного элемента б и изменения знака сигнала на выходе 8 (фиг,2Ю,). В дальнейшем процесс периодически повторяется, интеграторы 4, 5 ,5 г и релейный элемент б работают врежиме устойчивых автоколебаний, релейные элементы бг, бз находятся впротивоположных по выходу состояниях,а на выходе 8 формируется сигнал типа меандр со средним нулевым значением,Предположим, что в момент времени(Фиг,2) сигнал на выходе 8 изме 11 11Анился скачком до уровня х 3тогда в один из полупериодов автоколебаний темп изменения сигналов на выходах интеграторов 4, 5 5 определяется разностью воздействий навходах первого сумматора 1 (фиг.2,д,й рк), а в примыкающем полупериоде суммой этих воздействий. В результате на выходе 8 среднее значение сигнала пропорциочально величине сигнала на входе 7.Рассмотрим режим Формирования многозонного частотно-широтно-импульсного сигнала (фиг.З).Предположим, что в момент времени(Фиг,Зд) сигнал на входе 7 изменился до величины- х1(А. УчиА3тывая, что результирующий сигнал на выходе первого сумматора 1 оказался отрицательным", развертка У(С) нарастает в положительном направлении до момента времени, когда релейный элемент б переключается в состояние А(Фиг.За,Ь). При этом знаки сигналов 40 Предположим, что в начальный момент времени =0 релейные элементы 61, 6, б находятся в состоянии А/и= =А/3 (Фиг. 2 К,6,Ъ), При этом на выходе 8 формируется импульс А (фиг.2, 45 под действием которого сигналы на выходах основного и дополнительных интеграторов 4, 5, 5 изменяются в "отрицательном" направлении (Фиг.2 д, ,к). Сигнал на выходе третьего сум матора 2 (Фиг.2 а) представляет собой сумму сигналов, действующих на его входах (фиг,2 Ь,е,ж), и предназначен для управления моментами переключения релейных элементов б , бг, бз, 55 В момент времени С, релейный элемент 61, имеющий пороги переключения +В, переключается в состояние - А/3 (фиг.2 а,Г), что влечет за собой умень01 3 12838 на выходах релейных элементов 6, 6, б совпадают (Фиг.За,б,г) и на выходе 8 Формируется импульс максимальной амплитуды (Фиг.Зд), что приводит к изменению знака производной сигнала5 на выходах интеграторов 4, 5 52 и третьего сумматора 2 (Фиг.За), Г 1 осле переориентации релейного элемента 62 (фиг.З вновь возникает режим устойчивых автоколебаний (фиг.За,о) а 1 р сигнал на выходе 8 переходит во вторую модуляционную зону, которая заполняется потоком импульсов с выхода релейного элемента 61 (фиг.ЗЕ,д),Предположим, что в момент времениФиг.Зд) знак сигнала на входе 7 изменился на противоположный, Тогда, за счет последовательной переориентации релейных элементов 62, 6, происходящей в момент времени (Фиг.За, 52), сигнал на выходе 8 перейдет во вторую модуляционную зону четвертого квадранта (Фиг.Зд), а режим автоколебаний вновь установится в трактах интеграторов 4, 51, 52 и 25 релейного элемента 61 (фиг.Зо.),При изменении сигнала на входе 7 до уровня первой модуляционной зонь (Фиг,Зд, момент времени С , релейный элемент б 2 переключается в состояние ЗО (Фиг.З.Ь, момент времени С), которое противоположно состоянию релейного элемента 6 (Фиг.3), В результате сигнал на выходе Я Формируется в первой модуляционной зоне.35Число модуляционных зон зависит от числа релейных элементов и с ростом последнего увеличивается.Рассмотрим влияние неисправности релейных элементов на функцию преобразования, Будем считать, что максимальное значение постоянной составляющей сигнала на выходе 8 обеспечивается амплитудным значением первой модуляционной зоны, Предположим, что релейный элемент бт в момент времени Ги 1 перешел в неуправляемое и положи. тельное по выходу состояние (Фиг.4 а). Тогда, начиная с момента времени (Фиг,5 а,о), в режим устойчивых авто- колебаний переходит репейный элемент 6 , а амплитуда сигнала на выходе третьего сумматора 2 нормируется зоной неоднозначности +ВПусть в момент времени С релей) ный элемент 62 перешел в неуправляемое и отрицательное по выходу состояние (Фиг.4) . Тогда выходные сигналы релейных элементов 6 и 62 взаимно скомпенсируются, а в режиме переключений окажется релейный элемент 6(Фиг.4 О 1), имеющий пороги переключения + В. При этом полезная составляющая импульсов на выходе 8 сохраняется неизменной и пропорциональной сигналу на входе 7 (Фиг.4),Рассмотрим принцип действия приналичии неисправности одного из интеграторов (фиг.5).Предположим, что в момент времени(фиг.5 д) основной интегратор 4 неисправен и сигнал на его выходе достиг скачком максимального значения Ун.Тогда сигнал на выходе третьегосумматора 2 также изменится дискретно(фиг.5 а) и приведет к переключениюрелейного элемента 6 в положительное" состояние (фиг.5 Ь). В результатена выходе 8 формируется импульс максимальной амплитуды (Фиг.5) таккак состояния репейных элементов 6,62, б одинаковы (фиг 5 Й,6,2). Поддействием выходного сигнала темп изменения выходных напряжений дополнительных интеграторов 51, 52 резкоувеличивается (Фиг.5 ено). По истечении некоторого времени в моментыФрелейные элементы б, 62 последовательно переходят в отрицательное состояние (Фиг.5 а., б 6), а сигнална выходе 8 возвращается в первуюмодуляционную зону (Фиг.5 ), Послепереориентации релейного элемента62 (Фиг,56) вновь устанавливаетсярежим устойчивых автоколебаний(фиг,5 а), когда амплитуда пилы" навыходе третьего сумматора 2 ограничивается порогами переключения ХВ.При этом нулевой уровень исправныхдополнительных интеграторов 51, 5Усмещается на величину - - (Фиг,52Р,ж) чта компенсирует постояннуюсоставляющую вьходнага сигнала неисправного основного интегратора 4(фиг.5 д) .В общем случае число интеграторовможет быть произвольным, но не менеетрех. Тогда для рассмотренного виданеисправности постоянная составляющаяна выходах исправных интеграторов делится поровну, причем ее знак противоположен знаку напряжения на выходенеисправного интегратора. К числу недостатков развертывающего преобразователя относится зависимость частоты автоколебаний (паласы5 1283 пропускания) от числа и характера неисправностей его функциональных блокков, Например, при неисправности основного интегратора 4 производная развертки на выходе третьего суммато ра 2 падает, а период автоколебаний возрастает (фиг.5 а,5). Это является следствием того, что выходной сигнал третьего сумматора 2 формируется как результат сложения нескольких развер- Ю .тивающих функций.В развертывающем преобразователе развертка на выходе третьего сумматора 2 формируется в результате сложения более "медленных" линейно нарастающих (спадающих) сигналов. Поэтому требуемая частота автоколебаний может быть достигнута бвэ снижения постоянной времени интеграторов 4, 5 1, 5,5, а путем увеличения их числаРазвертывающий преобразователь характеризуется более высокой помехозащищенностью и более высокой надежнас 25 тью работы. 801 6Формула изобретенияРазвертывающий преобразователь,содержащий первый сумматор, первыцвход которого является входом развертывающего преобразователя, выход первого сумматора подключен к входу основного интегратора, группу из нечетного числа релейных элементов, выходкаждого из которых соединен с соответствующим входом второго сумматора,выход которого является выходом развертывающего преобразователя и подключен к второму входу первого сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностиработы и помехозащищенности, в неговведены третий сумматор и группа дополнительных интеграторов, причемвыход первого. сумматора соединен свходами дополнительных интеграторовгруппы, выход основного интегратораи выходы дополнительных интеграторовгруппы подключены к соответствующимвходам третьего сумматора, выход которого соединен с входами релейныкэлементов группы,