Развертывающий преобразователь

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычисли 5тельных машинах,Цель изобретения - повышение точности,На фиг.1 изображена функциональная схема развертывающего преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов; на фиг.З - характеристика "Вход-выход"; на фиг,4 - статические характеристики релейных элементов. 15Преобразователь содержит разделительный трансформатор 1, первую 2и вторую 3 входные шины, первый масштабный резистор 4, первый 5, второй6 и третий 7 релейные элементы, одновибратор 8, перемножитель 9, демодулирующий фильтр 10, функциональныйпреобразователь 11 с зоной нечувствительности, второй 12, третий 13 ичетвертый 14 масштабные резисторы, 25апериодический фильтр 15, ключ 16,шину 17 нулевого потенциала и выход 18.На фиг,2 а показан сигнал на первом масштабном резисторе 4, б - выходной сигнал первого релейного элемента 5; в - сигнал на входе развертывающего преобразователя; г - сигнал на первом масштабном резисторе4 при некотором значении сигнала навходе развертывающего преобразователя; д - выходной сигнал первого релейного элемента 5 при некотором значении сигнала на входе развертывающего преобразователя.Развертывающий преобразователь работает следующим образом.При отсутствии тока входного сигнала через первичную обмотку разделительного трансформатора 1 в контуре, 45 образованном разделительным трансформатором 1 и первым релейным элементом 5, возникают автоколебания с частотой, определяемой индуктивностью вторичной обмотки и зоной не однозначности первого релейного элемента 5, который имеет инвертирующую характеристику и пороги переключения +В (фиг.4 а). Переключение первого релейного элемента 5 (фиг, 2 б) происходит под действием импульсов, формирующихся на первом масштабном резисторе 4 в моменты времени насыщения разделительного трансформатора 1. При этом среднее значение сигнала на выходе 18 равно нулю.Наличие тока в первичной обмоткеразделительного трансформатора 1(фиг.2 в) приводит к изменению скважности выходных импульсов первого релейного элемента 5 и появлению постоянной составляющей напряжения навыходе 18,Длительность(фиг.2 д) зависитот разности токов в первичной и вторичной обмотках разделительноготрансформатора 1, а длительностьопределяется суммой этих токов. Врезультате напряжение на выходе 18пропорционально току входного сигнала.При соблюдении условия, по которому ампервитки первичной обмоткименьше ампервитков вторичной обмотки, амплитудная (статическая) характеристика практически линейка (фиг. За) вдиапазоне изменения входного тока отмаксимального отрицательного значениядо максимального положительного значения.Если величина входного тока превышает максимально допустимое значение входного тока, то названное вышеусловие нарушается и разделительныйтрансформатор 1 переходит на частныйцикл перемагничивания. В результатес ростом входного тока напряжение навыходе 18 уменьшается, а частота автоколебаний увеличивается, что порождает неоднозначность процесса преобразования входного сигнала, таккак одно и то же значение выходногонапряжения может существовать придвух уровнях входного тока,Для исключения такой неоднозначности служит тракт, состоящий из одновибратора 8, перемножителя 9, демодулирующего фильтра 10, функционального преобразователя 11, второго 6 и третьего 7 релейных элементов. При нулевом значении тока через первичную обмотку разделительного трансформатора 1, третий релейный элемент 7, характеристика которого изображена на фиг. 4 в, находится в режиме периодических переключений под действием пульсаций сигнала с выхода апериодического фильтра 15, которые следуют с частотой переключений первого релейного элемента 5, Импульсы на выходе перемножителя 9 периодически меняют знак, что обеспечивает нуле 1416974вой уровень напряжения на выходе демодулирующего фильтра 10. Зона нечувствительности функционального преобразователя 11 соответствует линейному диапазону амплитудной характеристики (фиг.3), поэтому до тех пор, пока ток через первичную обмотку разделительного трансформатора 1 меньше максимального значения, при котором амплитудная характеристика начинает искажаться, напряжение на выходе функционального преобразователя 11 равно нулю. Зона неоднозначности второго релейного элемента 6 (фиг. 4 б) несколько превышает амплитуду пульсаций напряжения с выхода демодулирующего фильтра 10, что исключает дребезг второго релейного элемента 6 и ключа 16. Зона д (фиг.46) второго релейного элемента 6 также выбирается в пределах линейной зоны амплитудной характеристики.По мере увеличения тока в первичной обмотке разделительного трансформатора 1 частота автоколебаний изменяется по закону:=1- ( ) (1)1 максгде х, - ток первичной обмотки;, - максимальное значение токапервичной обмотки, соответ-.ствующее линейному участку амплитудной характеристики.Поэтому напряжение на выходе демодулирующего фильтра 10 находится внутри зоны нечувствительности функционального преобразователя 11 и второго релейного элемента 6. Вследствие этого ключ 16 замкнут и напряжение на выходе апериодического фильтра 15 определяется только скважностью выходных импульсов первого релейного элемента 5. В момент времени, когда ток в первичной обмотке разделительного трансформатора 1 превышает максимальное значение, соответствующее линейному участку амплитудной харак,теристики (фиг. 3), частота автоколебаний резко увеличивается и превышает значение, соответствукщее нулевому. значению тока через первичную обмотку.Сигнал на выходе демодулирующего фильтра 10 превышает зону нечувствительности функционального преобразователя 11 и одновременно переводит второй релейный элемент 6 в единич 35 40 445 делительного трансформатора и первый 51 О15 20 25 30 ное по выходу состояние. Ключ 16 размыкается, и на апериодический фильтр15 подается корректирующий сигнал свыхода функционального преобразователя 11. В результате полезная составляющая импульсов на выходе первого релейного элемента 5 уменьшается,а сигнал на выходе функциональногопреобразователя 11 увеличиваетсявследствие роста частоты автоколебаний. Это обеспечивает стабилизациюсигнала на выходе 18 в области максимального значения амплитудной характеристики (фиг. 3, пунктир), чтопрактически исключает неоднозначностьпроцесса преобразования входного сигнала. Изменение направления тока через первичную обмотку разделительного трансформатора 1 приводит к переориентации третьего релейного элемента 7 и изменению полярности импульсов на выходе перемножителя 9. При этом корректирующий сигнал на выходе функционального преобразователя 11 имеет знак, соответствующий знаку полезной составляющей на выходе первого релейного элемента 5. Таким образом, амплитудная характеристика корректируется как во втором, так и в четвертом квадрантах, что повышает точность работы. формула изо бре тения Развертывающий преобразователь, содержащий разделительный трансформатор, первый и второй выводы первичной обмотки которого являются первой и второй входными шинами развертываннщего преобразователя, релейный элемент, к входу которого подключены первый вывод вторичной обмотки развывод первого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход релейного элемента соединен с вторым выводом вторичной обмотки разделительного трансформатора и входом одновибратора, соединенные последовательно демодулирующий фильтр и функциональный преобразователь с зоной нечувствительности, выход которого подключен к первому выводу второго масштабного резистора, второй вывод которого через ключ соединен с шиной нулевого потенциала, выход первого ре1416974 лейного элемента через третий масштабный резистор подключен к входу,апериодического фильтра и первомувыводу четвертого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго масштабного резистора, выход демодулирующего фильтра подключен к входувторого релейного элемента, выходкоторого соединен с управляющим входом ключа, выход апериодическогофильтра является выходом развертывающего преобразователя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены 5третий релейный элемент и перемножитель, причем выход одновибра гора подключен к первому входу перемножителя, выход которого соединен с входом демодулирующего фильтра, выход апериодического фильтра подключен к входу третьего релейного элемента, выход которого соединен с вторым входом перемножителя.1416974 Составитель О,Отрадноская Техред Л.Олийнык актор Л,П оррек Шекмар аз 4065/ 7 В 3035 в Прои ятие, г. У нно-полигра ическое ИИПИ Гос о дела рственног зобретени ЖРауш Подпис СССР