Развертывающий преобразователь

ОЮЭ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИК(54) ТЕЛЬ ный штаб ключ сиги 7) ло ло с цел вьппения надежнос тем, чт ти рабо путем измене сто вания обра ропорционал ей среды, в орой, трети резисторы и щие диоды, н с первым ного резист аз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л,И,Цытович, В.А.Дегтярев и Н.В.Поваров(56) Авторское свидетельство СССР У 515117, кл. О 06 0 7/12, 1974.Авторское свидетельство СССР Мф 523525) кл. Н 03 К 7/08, 1975. РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВА ермащий интегратор и релей выход которого через масезистор обратной связи под входу интегратора, датчикотличающийся но температуре окрукающнего введены первый, ви четвертый масштабныепервый и второй отсекаювход интегратора соединвыводом первого масшта ра, второи вывод которого является входом преобразователя, выход интегратора через второй масштабный резистор соединен с входом релейного блока и с первыми выводами третьего н четвертого масштабных резисторов, второй вывод третьего масштабного резистора соединен с первым выводом датчика сигналов, второй вывод которого подключен к аноду первого отсекающего диода, катод которого соединен с выходом релейного блока и с анодом второго отсекающего диода, катод которого подключен к второму выводу четвертого масштабного резистора, выход релейного блока является выходом преобразователя, причем 6 релейный блок содермит соединенные последовательно предварительный усилитель и усилитель мощности, выполненный на транзисторах,. вход предварительного усилителя является входом релейного блока, выходом которого является выход усилителя мощности, а датчик сигналов выполнен на терморезисторах, которые имеют тепловой ф контакт с транзисторами усилителя Сй мощности 3Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и можетбыть использовано в аналоговых вы"5числительных машинах.Цель изобретения - повышение надежности работы.На фиг. 1 изображена функциональная схема развертывающего преобразователя; на фиг. 2 - размещениеэлементов датчика сигналов; нафиг. 3 н 4 - временные диаграммы сигналов и вариант включения терморезисторов. 15Преобразователь содержит первый1, второй 2, третий 3 и четвертый 4масштабные резисторы, масштабный резистор 5 обратной связи, интегратор6, релейный блок 7, первый 8 и второй 9 отсекающие диоды, да чик 10сигналов, вход 11 и выход 12 преобразователя, предварительный усилитель 13, усилитель 14 мощности, термореэисторы 15-115-ш датчика 1 О 25сигналов, транзисторы 16-116-шусилителя 14 мощности.Преобразователь работает следующим образом,Релейний блок 7 представляет собой усилитель с неинвертирующей статической характеристикой, имеющей линейный участок и уровни ограничениянаса;ения. Транзисторы 16-116-шмогут быть включены по различнымсхемам, например мостовой или полумостовой. Сопротивление термореэисторов 15-115-ш, расположенныхна корпусах транзисторов 16-16-ш, зависит от температуры нагрева корпусов. В дальнейшем полагаем,40что с ростам температуры корпусасопротивление терморезисторов 15-1,15-ш уменьшается.Терморезисторы 15-115-ш, образующие датчик 10 сигналов, могут 45быть соединены последовательно илипараллельно.В преобразователе при работе существует режим устойчивых автоколебаний, частота которых зависит от 50соотношения постоянной времени интегратора 6 и порогов переключения(эоиы неоднозначности) релейного блока 7. Пороги переключения релейного блока 7 формируются с помощью кон тура положительной обратной связи.При этом релейный блок 7 имеет неинвертирующую гистерезисную характеристику (фиг, За,А - амплитуда импульсов на выходе 12),Отрицательный порог переключения -В формируется с помощью четвертого масштабного резистора 4 и второго отсекающего диода 9 и равен:-В=-А в=сопэС,В +Вгде Ви В - сопротивления второго2 и четвертого 4 масштабных резисторовПервый 8 и второй 9 отсекающие диоды считаем идеалвными.Положительный порог срабатыванияВ(С )= А -- - -- , (2)"+"з+"где В - сопротивление третьего мас 3штабного резистора 3;В ; результирующее сопротивление терморезисторов 15-1,15-ш.Считаем, что при некоторой заданной (начальной) температуре нагрева транзисторов 6-116-ш, определяемой нагрузкой, частотой автоколебаний и температурой окружаацей среды, В(С )=1-В .Нри нулевом уровне сигнала управления на входе 11 (фиг. Зб) на выходе релейного блока 7 формируется сигнал У(С) типа "меандр" со средним за интервал дискретизации нулевым значением. Выходной сигнал У(С) интегратора 6 имеет форму симметричной пилы, амплитуда которой ограничена порогами переключения В(С ) и -В.Наличие сигнала управления на входе 11 Х(С) (фиг. Зв) приводит к изменению периода автоколебаний и уровню полезной составляющей импульсов на выходе 12.В интервале времени С скорость изменения развертки У(С) определяется разностью воздействий Х(С), У(С), а в интервале С зависит от суммы этих сигналов. В результате СрС и полезная составляющая импульсного потока У(С) эа время С,+С достигает величины, пропорциональной уровню сигнала на входе 11.С ростом температуры Т,рокружающей среды (фиг. Зг), когда допустимая мощность рассеяния транзисторов 16-116-ш уменьшается, величина сопротивления В .падает (фиг. Зд) и порог В(С ) срабатывания (переклю 1379786чения) релейного блока 7 увеличивается (Фиг. Зе), В итоге с ростомТинтервалы дискретизации Т,.,Т, увеличиваится (фиг. Зе),Уменьшение частоты автоколебаний с ростомТр влечет эа собой снижение полноймощности, рассеиваемой в транзисторе, В результате за счет изменения(уменьшения) частоты автоколебанийтранзисторы )6-1.16-ш переходятв облегченный режим эксплуатации,прикотором рассеиваемая мощность не выходит за допустимые пределы,Снижение температуры Т, вызывает увеличение сопротивления терморезисторов 15-115-ш. ВеличинаВ(С) падает, а частота автоколебаний возрастает. Одновременно с этимрасширяется полоса пропускання преобОразователя и повышается точность системы управления, в составе которойон Функционирует, При этом Рд, такженаходится в допустимых для транзисторов 6-1,16-ш пределах.25При построении развертывающегопреобразователя с термозависимой частотой коммутации положительная обратная связь релейного блока 7 можетбыть образована непосредственно засчет терморезисторов датчика 10 сигналов без первого 8 и второго 9 отсекающих диодов и четвертого масштабного резистора 4Однако при этомтермозависимыми оказываются как положительный, так и отрицательный пороги переключения релейного блока 7,что приводит к появлению динамической ошибки преобразования входногосигнала. С целью исключения данногонедостатка применяют раздельное Формирование уровней -В и В(С ), осуществляемое с помощью первого 8 ивторого 9 отсекающих диодов.При отсутствии первого 8 и втор го 9 отсекающих диодов изменение сопротивления терморезисторов 15-115-ш (Фиг.4 а) приводит к одновременному увеличению (уменьшению) помодулю пороговых уровней + В(С )(Фиг,46).Предположим, что первый 50цикл развертывающего преобразованияначинает в момент времени С О (фиг,46)Тогда его окончание наступает в момент времени С, а длительность С,импульса У(С) отрицательной поляр ности соответствует заданному значению,Изменение направления развертываищего преобразования длится в течение времени С", эа которое порог-В(С ) получает приращение лВ(фиг, 46). В момент времени С происходит очередное изменение знака сигнала У(С), однако длительность С"выходного импульса отрицательной полярности превышает требуемое значение С 1 на величину ДС=С,-С"и в выходном сигнале появляется динамическая ошибка, пропорциональнаявольт-секундной площади а Б (фиг,46).Первый 8 и второй 9 ограничительныедиоды позволяют осуществить раздельное формирование пороговых уровнейВ(С ) и -В. В результате начало иокончание полного цикла развертывающего преобразования происходятпри одном и том же значении порога-В переключения релейного блока 7,а полуциклы С С(Фиг,46) соответствуют требуемым величинам. При этомдую=О и динамическая ошибка отсутствует.Таким образом, эа счет диодов 15и 16 повьачается точность РП.В тех случаях, когда сопротивление термореэисторов 15-115-шувеличивается с ростом температуры,они должны быть введены совместно спервым 8 и вторым 9 отсекающимидиодами во входную цепь релейногоблока 7 по схеме, показанной нафиг. 4 в. В этом случае второй масштабный резистор 2 (Фиг. 1) заменяется двумя резисторами 2, и 2,(фиг. 4 в), а последовательно (параллельно ) соединенные терморезисторы15-115-ш включаются последовательно с вторым отсекакицим диодом 8и резистором 2,Последовательный, параллельный нли комбинированный принцип соединения терморезисторов определяется конкретным видом не только их характеристик и числом силовых транзисторов, но также диапазоном температуры внешней среды, в котором эксплуатируется развертывающий преобразователь, характеристиками и числом теплоотводов.1379786 8 ь 49 ИЮМ Составитель 0.0 традноведактор В.Петраи Техред Л.Сердюкова К орректор И.Муска з 98 1/50ВН писно 13035 роиэводственно-полиграфическое предприят е Уи , г. лтород,Проектная 4 Тиразк 70И Государ делам иво Москва, Ж Повенного комитета СССетений и открытий5, Раушская наб д.