Развертывающий преобразователь

.Бюл. У 5кий политехниченинского комс вич(088. 8)е свидетельствС 06 С 7/12,свидетельствоС 06 С 7/12,СССР984.СР985. ВАТ усили-имла ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗ (57) Изобретение относится к тельным устройствам с широтн пульсным преобразованием сиг может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Цельюизобретения является повышение точности. Развертывающий преобразователь содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, и гегратор 3, дополнительный интегратор 4, релейные блоки5,амплитудный модулятор 6, пороговый элемент 7, дифференцирующий элемент 8, выпрямитель 9, одновибраторО, вход 11, выход 12, Развертывающий преобразователь работает в автоколебательном режиме, среднее значение широтно-импульсного выходногосигнала пропорционально входному сигкалу. 3 ил.Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может бытьиспользовано в аналоговых вычислительных машинах.Целью изобретения является повышение точности.На фиг.1 изображена функциональная схема развертывающего преобразонателя для случая и = 3; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы сигналов.Преобразователь содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор 3, дополнительный интегратор 4, релейные блоки 5, - 5 э, амплитудный модулятор 6, пороговый элемент 7, дифференцирующий элемент 8, выпрямитель 9, однонибратор 1 О, вход 11 и выход 12. Обозначения принятые на фиг.2 и 3:х(1) - сигнал на входе 11;у 9(г.) - выходной сигнал интегратора 3;у(С) - выходной сигнал дополнительного интегратора 4; 1 О152025 Ус,фИ),у (Г) выходные сигналы первого,3второго и третьего релейных блоков 5, - 5,;у- сигнал на выходе 12;у (Т) - сигнал на выходе амплитуд 6ного модулятора 6;у (1) - сигнал на выходе порогоного элемента 7;у (1) - сигнал на выходе диффе -8ренцирующего элемента 8;у- сигнал на выходе выпрями 9теля 9; 40у, (Т) - сигнал на выходе одновибратора 10;9- А - максимальная амплитудасигнала на выходе 12;Ь А,ЬАф- приращения входного сигнала на границе разделамодуляционных эон;Т; - интервалы дискретизации;- моменты времени дискретного изменения состоянийрелейных блоков и сигналана нходе 11.Развертывающий преобразовательработает следующим образом.Первый и второй сумматоры 1 и 2 55имеют единичный коэффициент передачи но всем диапазоне изменения сигналов на их нходах. Дополнительныйинтегратор 4 выполнен с входом обнуления. Наличие на этом входе сигнала логической единицы обеспечинает нулевой уровень сигнала на выходе дополнительного интегратора 4. Релейные блоки 5, - 59 реализованы с порогами переключения В; и неиннертирующей петлей гистереэиса.Описание работы ведется н предположении, что в развертывающем ггреобраэонателе использовано три релейных блока, тогда выходной сигнал каждого иэ которых меняется дискретно в пределах + А/3. Второй релейный блок 5 выполнен двухвходовым, установочный вход предназначен для принудительного изменения состояния. На выходе дифференцирующего элемента 8 формируются импульсы малой длительности (фиг.2 б) синхронно с изменением уровня сигнала на ныходе 12 (фиг.2 а). Выпрямитель 9 выполнен двухполупериодным, На выходе одновибратора 10 формируется импульс стабильной длительности и амплитуды (фиг.2 г) синхронно с выходными им - пульсами выпрямителя 9. Пороговый элемент 7 имеет зону нечувстнительности с порогами срабатывания +С. Амплитудный модулятор 6 инвертирует знак произведения входных сигналов и формирует импульсы, длительность которых соответствует длительности выходного сигнала порогового элемента 7, а знак определяется знаком выходного сигнала второго релейного блока 5.Релейные блоки 5, - 5, имеют пороги переключения 1 В + В, + В соответственно, удовлетворяющие условию 1,фиг.За):/фВ,/ . /фВ,//фВ,/При нулевом уровне сигнала на: входе 11 после включения второй и третий релейные блоки 5 и 5 з ориентируются в противоположные по знаку состояния (фиг.Зв,г), что приводит к взаимной компенсации их выходных сигналов. В этом случае в режиме автоколебаний находится перный релейный блок 5, (фиг,Зб), а второй и третий релейные блоки 5 и 5 э в статических и противоположных по знаку состояниях. В результате сигнал на выходе 12 дискретно изменяется в пределах первой модуляционнойзоны ---- (фиг.Зд)О 20 При нулевом значении сигнала навходе 11 (фиг.Зз,Т,) выходнойсигнал интегратора 3 имеет форму симметричной "пилы" (фиг.За), амплитуда которой ограничивается порогамипереключения первого релейногоблока 5, . Среднее значение импульсовна выходе первого релейного блока5, (фиг.36) и выходе 12 (фиг.Зд)равно нулю.Наличие сигнала на входе 1(фиг.Зз,С,) приводит к изменению производной развертки на выходе интегратора 3. 5В один из "полупериодов" автоколебний скорость изменения разверткина выходе интегратора 3 определяется разностью сигналов на входах первого сумматора 1, а в последующемцикле преобразования - суммой этихсигналов.В результате среднее значениеимпульсов на выходе 12 достигаетвеличины, пропорциональной уровню 25сигнала на входе 11.С помощью дифференцирующего элемента 8 формируются импульсы (фиг.26)синхронно с изменением уровня сигнала на выходе 12 (фиг.2 а). Выпрямитель 9 служит для выпрямленйя импульсов с выхода дифференцирующего элемента 8 (фиг.2 в). Одновибратор 1 Озапускается выходным сигналом выпрямителя 9 (фиг.2 г) и на его выходеформируются импульсы стабильной длительности и амплитуды. Под действием выходного сигнала одновибратора10 происходит установка нулевых начальных условий дополнительного интегратора 4 (фиг.Зе).Параметры дополнительного интегратора 4 выбираются таким образом,чтобы его выходной сигнал достигалпорога срабатывания порогового элемента 7, начиная с некоторого критического для динамики работы значения,определяемого уровнем сигнала навходе 11,Предположим, что в момент времени , сигнал на входе 11 достиг такого значения (фигЗэ),В момент времени Т амплитудасигнала на выходе дополнительногоинтегратора 4 достигает "положительч55ного порога срабатывания пороговогоэлемента 7 и на выходе амплитудногомодулятора 6 появляется импульс отрицательной полярности (фиг.Зж), под действием которого второй репейный блок 5 принудительно переключается в отрицательное состояние(фиг.Зв).Амплитуда сигнала на выходе 12 переходит во вторую модуляционную зону (фиг.Зд), что вызывает рост производной выходного сигнала интегратора 3 (фиг.За). В момент временипереключается первый релейный блок 5, (фиг.36), а в момент времени- второй релейный блок 5 (фиг.Зв), и сигнал на выходе 12 становится "положительньп" (фиг.Зд). Таким образом, за счет принудительного переключения второго релейного блока 5,(фиг.Зв, Т) уменьшается время отработки входного воздействия. В интервале 14 в Т выходной сигнал интегратора 3 формируется под действием суммы сигналов на входе первого сумматораи напряжение на выходе дополнительного интегратора 4 не успевает достичь порога срабатывания порогового элемента 7 (фиг.Зе).Предположим, что в момент времени Т (фиг.Зз) сигнал на входе 11 имеет величину А/3 - ЬА, где ЬА - малая величина.В этом случае выходной сигнал интегратора 3 (при отсутствии дополнительного интегратора 4, амплитудного модулятора 6 и порогового элемента 7) изменялся бы по траектории а-К (фиг.За,пунктир) и время отработки сигнала управления было бы недопустимо большим.В момент времени С (фиг.Зе,ж) формируются импульсы переключения второго релейного блока 5 и сигнал на его выходе меняет знак на противоположный (фиг.Зв). Перевод сигнала на выходе 2 во вторую модуляционную зону (фиг.Зд) увеличивает скорость нарастания выходного сигнала интегратора 3 (фиг.За). После переключения первого релейного блока 5 (фиг.За,б) производная напряжения на выходе интегратора 3 уменьшается (фиг.За), а после возврата второго релейного блока 5 в первоначальное (положительное) состояние (фиг.За,в) меняется знак сигнала на выходе 12 (фиг.Зд) и начинается последующий цикл развертывающего преобразования (фиг.За, траектория Г-е), Таким образом, при1372336блоков, выход второго сумматораподключен к входу дифференцирующегоэлемента, выход выпрямителя соединен аО с входом одновибратора, выход которого подключен к входу обнулениядополнительного интегратора,1372336 фъ ф с:ф чяСоставитель О.Отраднов Редактор В.Данко Техред Н.Ходанич Корректор А.Зимокосов Заказ 484/4 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4