Квадратор

.10.86есоюзныиститутвЛ. Арин1. 335,8тор ское 37о-исследовательизмерительных елья лект ави ин и А,Х. С8,8)етельствоС 7/16,резонанс1978, с. 3(0 сви 06 ьез СССР 973.ые дат-146. игов.а В.В, Энер и- ой а ГОСУДАРСТЦЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Ц изобретения повышение точности. Дл достижения поставленной цели в пре образователь введены входной переключатель, .три счетчика, три ключа делитель частоты на два, преобразо ватель кода в широтно-импульсный с нал и генератор управляющих сигнал Применение предлагаемого квадратор позволяет проводить высокочастотны измерения за счет существенного сн жения его погрешности, обусловленн изменением коэффициента преобразов ния терморезонансного преобразователя напряжение - частота. 3 ил,1262529 ЗО счетчика 12 длительность выходных им 35 40 45 50 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в устройствах, требующих квадратичное преобразование,Цель изобретения - повышение точности.На фиг, 1 приведена структурнаясхема квадратора; на Фиг2 - схемагенератора управляющих сигналов; нафиг. 3 - временные диаграммы работыквадратора,Квадратор содержит входной пере-ключатель 1, термореэонансный преобразователь 2 напряжение - частота,преобразователь 3 кода в широтно-импульсный сигнал, деператор 4 опорной частоты, блок 5 вычитания частот,формирователь 6 импульсов, делитель7 частоты на два, три ключа 8-10,три счетчика 11-13, генератор 14управляющих сигналов, содержащий генератор 15 образцовой частоты, элемент И 16, два триггера 17 и 18, двасчетчика 19-20 образцовой частоты,три ключа 21-23, Формирователь 24строба, информационный вход 25 квадратора, вход 26 запуска квадратора.Устройство работает следующим об-разом,5 О 15 20 25 Возведение входной величины в квадраты осуществляется в три такта. Началом первого такта является сигнал с входа запуска 26 квадратора, инициирующий начало цикла работы, который устанавливает в нулевое состояние счетчики 11-13, 19 и 20, а также триггер 1. Сигнал с прямого выхода триггера 17 поступает на информационный вход первого ключа 21 генератора управляющих импульсОв, разрешая прохождение на счетный вход счетчика 19 сигнала с выхода генера. тора 15 образцовой частоты. С выхода счетчика 19, выполняющего роль делителя частоты, сигнал поступает на вход триггера 18, работающего в ре. жиме деления частоты на два, на прямом и инверсном выходах которого по.является напряжение вида "меандр с длительностью полуволны, равной 1,щ (фиг.З, диаграммы О и), С инверсного выхода триггера 18 этот сигнал поступает на счетный вход двоичного счетчика 20, Напряжение с выходовО и О. триггера 18, а также с выходов й 1 первого и Я 2 второго разрядов счет чика 20 используются для управления элемента И 16 и ключами 22 и 23 генератора управляющих сигналов. Схемапостроена таким образом, что на выходе элемента И 16, спустя промежуток времени 1 (равный 1, ) посленачала первого такта, появляется положительный импульс с длительностьюравной 1,. На выходах ключей 22 и 23такие же импульсы возникают спустяпромежутки времени 1 после началавторого и третьего тактов соответственно (Фиг.З, диаграммы с,й)Напряжения с выходов элементов 16,22 и 23 управляют соответственно работой первого 8, второго 9 и третьего 10 ключей. Таким образом, в течение первого такта ключи 9 и 10 остаются закрытыми и следовательно, содержимое второго счетчика 12 в течение всего первого такта остаетсяравным нулю, Нулевой код с выходавторого счетчика 12 поступает напреобразователь 3 кода в широтно-импульсный сигнал, который вырабатывает на своем выходе последовательность импульсов, частота повторенияи амплитуда которых стабилизированы,а длительность пропорциональна коду,поступающему с выхода второго счетчика 12. При нулевом коде на выходе пульсов преобразователя 3 кода в широтно-импульсный сигнал равна нулю,т,е. его выходное напряжение равнонулю,Входной переключатель 1 управляется напряжением с выхода И 1 счетчика 20. Как видно из временной диаграммы (фиг.З, диаграмма д ) в течение первого и третьего тактов входной переключатель 1 находится в положении 2, а в течение второго такта - в положении 1. Следовательно, в течение всего первого такта на первый нагреватель терморезонансного преобразователя 2 напряжение-частота поступает нулевое напряжение с выхода преобразователя 3 кода в широтно-импульсный сигнал. Терморезонансный преобразователь 2 напряжение - частота является входным звеном замкну+ той системы автоматического регулирования, которая содержит блоки 2, 4,5 и 6 и работает следующим образсм,Блок 5 вычитания частот, являющийся различающим элементом системы регулирования, вырабатывает последовательность импульсов с частотой следования, равной разности частот сиг 1262529налов, поступающих с выходов генератора 4 опорной частоты и терморезонансного преобразователя 2 напряжение - частота. С выхода данная последовательность импульсов поступает на 5вход формирователя 6 импульсов, который вырабатывает на своем выходепоследовательность импульсов, частота следования которых равна частотеследования импульсов на его входе,а амплитуда и длительность стабилизированы. С выхода Формирователя 6импульсов сигнал поступает на второйинформационный вход терморезонансногопреобразователя 2 напряжение - частота, замыкая тем самым цепь отрицательной обратной связи. Увеличениесреднеквадратического значения сигнала, поступающего на первый информационный вход терморезонансного 20преобразователя 2 напряжение - частота приводит к увеличению частотысигнала на его выходе и соответствующему уменьшению частоты следованияимпульсов на выходе блока 5 вычитания частот. Следовательно, уменьшается частота следования и соответственно среднеквадратическое значение импульсов обратной связи, поступающих на второй информационный вход 30терморезонансного преобразователя 2напряжение - частота, поддерживаетсяпостоянной с точностью до погрешности статизма система регулирования.Частота на выходе замкнутой системыавтоматического регулирования определяется выражением равное К Е = %, - к 1 Т(О)О,где К - номинальное значение коэффициента преобразованияустроиства,- относительная погрешностькоэффициента преобразования известного устройства,вызванная изменениями сопротивлений нагревателейтерморезонансного преобразователя 2 или другими при 50 чинами. где О - входное напряжение;- частота на выходе устройства;- значение Е при О =О,К К - коэффициенты преобразования ф 5терморезонансного преобразователя напряжение - частота по первому и второму информационным входам, соответственно,13 - коэффициент передачи Формирователя б импульсов.Спустя промежуток времени 1, в течение которого происходит переходный процесс в системе автоматического 55 регулирования, ключ 8 открывается на время Е за которое на первый счетчик 11 поступает с выхода формирователя б импульсов число импульсов,и на этом первый такт работы устройства заканчивается.сВо втором такте под воздействиемнапряжения с выхода счетчика 20 входной переключатель 1 устанавливаетсяв положение 1. На первый информационный вход терморезонансного преобразователя 2 напряжение - частота поступает напряжение с входа устройства.Одновременно отрицательный переходнапряжения на выходе элемента И 16 запускает одновибратор 24. Импульс свыхода формирователя строба 24 поступает на входы управления второго 12и третьего 13 счетчиков и переводитэти счетчики в режим, параллельныйзаписи информации. На входы параллельной записи второго счетчика 13подается информация с соответствующих выходов первого счетчика 11.Вход параллельной записи первогоразряда счетчика 13 соединен с выходом второго разряда первого счетчика 11, вход параллельной записивторого разряда счетчика 13 соединен с выходом третьего разряда счетчика 11 к т.д. Таким образом осуществляется аппаратный сдвиг содержимогопервого счетчика 11 на один разряд,равносильный делению этого содержимого на два. В результате по окончанию импульса на выходе формирователя24 строба во втором счетчике 12 зафиксировано число И , а в третьемФсчетчике 13 - число Ч /2,.После окончания переходного процесса в замкнутой системе автоматического регулирования, содержащейблоки 2,4,5,6, на выходе формирователя 6 импульсов устанавливаетсячастота, равная, с учетом выраженияЦикл работы устройства на этом заканчивается.Формула изобретенияКвадратор, содержащий генератор опорной частоты, терморезонансный йреобразователь напряжение - частота, первый информационный вход которого 10 подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу блока вычитания частот, первый вход которого соединен с выходом генера. тора опорной частоты, а второй вход 15 соединен с выходом терморезонансного преобразователя напряжение - частота, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены входной переключатель, три 20 счетчика, три ключа, делитель частоты на два, преобразователь кода в широтно-импульсный сигнал и генератор управляюших сигналов, содержащий импульсный генератор образцовой ча стоты, первый и второй триггеры, первый и второй счетчики импульсов образцовой частоты, первый , второй и третий ключи, элемент И и формирователь строба, причем информацион- З 0 ный вход квадратора подключен к первому входу входного переключателя, второй вход которого подключен к входу преобразователя кода в широтно- импульсный сигнал, а выход - к второму информационному входу терморезонансного преобразователя напряжение-частота, вход запуска квадратора соединен с входами начальной установки первого и второго триггеров, пер ваго, второго и третьего счетчиков и первого и второго счетчиков импульсов образцовой частоты, выход первого триггера подключен к управляющему входу первого ключа генератора управляющих сигналов, информационный вход которого соединен с выходом генератора импульсов образцовой частоты, а выход соединен с счетным входом первого счетчика импульсов образцовой частоты, подключенного выходом к счетному входу второго триггера,соединенного прямым выходом са счетным входом второго счетчика импульсов образцовой частоты и с управляющими входами второго и третьего ключей генератора управляющих сигналов, а инверсными выходом - с первым входом элемента И, выход первого разряда второго счетчика импульсов образцовой частоты соединен с вторым входом элемента И, информационным входом второго ключа генератора управляющих сигналов и с управляющим входом входного переключателя, выход второго разряда второго счетчика импульсов образцовой частоты соединен с третьим входом элемента И и с информационным входом третьего ключа генератора управляющих импульсов, выход которого оединен со счетным входом первого триггера и с управляющим входом третьего ключа, выход элемента И подключен к входу фаомирователя страба, выход которого соединен с входами разрешения записи второго и третьего счетчиков, выход второго ключа генератора управляющих импульсов соединен с управляющим входом второго ключа квадратара, информационные входы первого, второго и третьего ключей квадратора подключены к выходу формирователя импульсов, выход первого ключа подключен к счетному входу первого счетчика, выход второго ключа подключен к счетным входам второго и третьего счетчиков, выход третьего ключа через делитель частоты на два подключен к счетному входу третьего счетчика, разрядные выходы первого счетчика подключены к соответствующим-м разрядным входам второго счетчика и к 1 +1-м разрядным входам третьего счетчика, разрядные выходы второго счетчика соединены с соответствующими цифровыми входами преобразователя кода в широтно-импульсный сигнал, выход которого соединен с вторым информационным входом входного переключателя, первый информационный вход которого подключен к входу квадратора, разрядные выходы третьего счетчика являются выходами квадратора..Закаа Тираж 67 дписн рилиал ППП "Патент",. Ужгород, ул. Проектная, 4