Многозонный развертывающий преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 2 59 4 Н 13ехническийо комсомол СССР1984.ССР1983,ЩИЙ ПРЕ силиим в о-имала, илоговых ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПОКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относитсятельным устройствам, работаюрежиме автоколебаний с аиропульсным преобразованием симожет быть использовано в а вычислительных устройствах, Целью изобретения является снижение потребляемой мощности. Иногозонный развертывающий преобразователь содержит сумматоры 1 и 2, интегратор 3, релейные элементы 4 4 , усилители 5,. ,5 мощности,релейные блоки 6,. 6, ключевые элементы 7 ..7. блок 8 формирования управляющих сигналов, шину 9 питания, вход О и выход 11. Многозонный развертьвающий преобразователь работает в режиме автоколебаний, по мере роста величины сигнала на входе 10 в работу включается очередной усилитель 5 мощности в релейном блоке 6 . При малом1сигнале на входе 10 включен усилитель 5, мощности релейного блока 6 4 ил.Изобретение относится к усилительным устройствам, работающим в режиме автоколебаний с широтно"импульсным преобразованием сигнала, и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Цель изобретения -, снижение потребляемой мощности.На фиг. 1 изображена функциональ ная схема многозонного развертывающего преобразователя на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов; на фиг.3 " статическая характеристика "вход-выход" и кодовая таблица состояний ре лейных элементов, на фиг, 4 - кодовая таблица состояний релейных элементов с учетом модуляционных зон и команд на включение ключевых элементов. 20Преобразователь содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор 3, релейные элементы 44 , усилители 55мощности, релейные блоки бб, ключевые элементы25 77,блок 8 формирования управляющих сигналов, шина питания 9, вход 10, выход 11.На фиг. 2 приняты следующие обозначения: Х,- сигнал на входе 10, У,-30 выходной сигнал релейного элемента 4 Я 0 йО, - выходные сигналы релейных элемейтов 4 , 4 , 4 , 4 у(е), у,(е), у, уИ), у(с) -выходные сигналы усилителей 5,. , З 5 55 мощности;В; - пороги переключений релейных элементов 4, У ц,- среднее значение сигнала на выходе11111 12+1 112 1 13+1 13 1модуляционные зоны,У (й) - выходной 40 сигнал интегратора 3 й, - моменты времени изменения состояний.Преобразователь работает следующим образом.Первый и второй сумматоры 1 и 2, 45 имеют единичный коэффициент передачи во всем диапазоне изменений входных воздействий. Релейные элементы 4,4имеют неинвертирующую петлю гистерезиса и симметричные относительно "нуля" пороги переключения. Выходной сигнал релейных элементов 4 4меняется дискретно в пределах + А/п.Усилители 55 мощности осу ществляют усиление мощности выходного сигнала релейных элементов 4, 4Их выходной сигнал повторяет форму импульсов с выхода релейных элементов 4,. ,4 . Питание усилиителеи 5.5мощности осуществляется от источника электропитания,подключаемого к шине 9 питания. Вы-.ходные сигналы усилителей 51 ,5суммируются с помощью второго сумматора 2. Нормально разомкнутые ключевые элементы 7 переходят в замкнутоесостояние при сигнале лог. "1" наих управляющем входе. Блок 8 формирования управляющих сигналов содержитдвоичный дешифратор и матрицу с пережигаемыми перемычками.Если каналов пять, то пороги переключения релейных элементов 4,4 удовлетворяет условию (В,) сс(В ) с (В ) с (В) с (В,). Приэтом ключи 7 и 7 замкнуты.При включении релейные элементы4,4 принимают произвольное,например, положительное состояние(фиг, 2 б-е), выходной сигнал интегратора 3 изменяется в отрицательномнаправлении. В моменты времени С,с и е релейные элементы 4,4 зпереключаются в состояние - А/5 (фиг,2 В в ). Выходные сигналы усилителей 5 , 5 З, 5, и 5взаимно компенсируются, а в автоколебательном режиме начинает работать релейный блокб 1 ( фиг, 26). Амплитуда сигнала1 11пилы на выходе интегратора 3 ограничена зоной неоднозначности релейного элемента 4, (фиг, 2 а), При изменении в моменты времени с, с иС уровня на входе 10 (фиг, 2) происходит последовательный переход изпервой во вторую ("2-") и третью("3-") модуляционные зоны статической характеристики "вход-выход" (фиг.2 ), Это происходит вследствиепереориентации релейных элементов4и 4в моменты времени си с(фиг. 2 г),Рассмотрим выходные аигналы релейных элементов 4 4в качестведвоичной комбинации. Положительныйзнак выходного сигнала принимаем залог."1", отрицательный - за лог,"0",Кроме того, релейный элемент 4служит в качестве младшего разряда, арелейный элемент 4- в качествестаршего разряда двоичной комбинации.Для первой "1" модуляционной зоны(фиг. 3 а, б) возможны шесть кодовыхкомбинаций, характеризующих состояние релейных элементов 4 4 .Для этой зоны характерно то обстоя 1471203тельство, что усилители 5 г5 фактически работают в режиме взаимной компенсации своих выходных сигналов.5С точки зрения энергетики такойрежим является неоправданным, таккак потребляемая усилителями 5 г5 мощность практически не передается в нагрузку. При работе в зоне "1"усилители 55мощности могутбыть отключены, что повысит КПД преобразователя,В зонах "2+" и "2-" (фиг, 3 а,б)релейные элементы 4 4могут находиться в четырех возможных двоичных комбинациях, причем два из четырех усилителей 5 5мощностиработают в режиме взаимной компенсации выходных сигналов. Следовательно, эти два усилителя мощности могутбыть отключены, И лишь в старших 3+,и 3- зонах все усилители мощностидолжны быть включены, так как онинаходятся .в идентичных состояних 25(фиг. 3 3), передавая мощность в цепьнагрузки. Рассмотренный алгоритм работы реализуются с помощью программируемого постоянного дополняющего устройства 8 и ключевых элементов 7, и 30Управление ключевыми элементамипроизводится в соответствии с таблицей на фиг. 4. Для зоны "1" ключи 7и 7 г находятся в разомкнутом состоянии, а в режиме автоколебаний работает релейный блок б обеспечивающийформирование импульсов в первой модуляционной зоне.Зоны "2+" и "2-" (фиг. 4) характе Овризуются восьмью комбинациями О и1 (фиг. 3 ю), В режиме компенсацииработают те усилители мощности, длякоторых "0" и "1" расположены рядомдруг с другом Так например у для 45комбинации 0111 мощность в нагрузкуотдают усилители 5 г и 5 З, поэтомуключевой элемент 7, должен быть замкнут, а ключевой элемент 7 г разомкнут,В случае 1101 наоборот - включаютсяусилители 5, и 5 , а усилители 5 г и5 отключены.При включении на выходах релейныхэлементов 4 ,4 5 формируется код1111 (фиг, 2 в-е,Я), поэтому ключи7и 7 г замкнуты (фиг, 2 -м, интервал Т,). В момент времени Т (фиг. 2 . ь,н, к) кодовая комбинация равна 1110 (фиг, 2 н), поэтому ключ 7, размыкается (фиг. 2, ), на нагрузку работают усилители 5 5 1 и 5 (фиг. 2 з,л,м, интервал Т,). В течение времени Т выходной сигнал формируется в первой модуляционной зоне (фиг. 2 у), ключевые элементы 7 и 7 г разомкнуты. На интервале Т код соответствует 1000, усилители 5 г и 5 з включены (фиг. 2Гн, , м). В течение времени Т все пять усилителей 5, 5 работают на нагрузку (фиг. 2 н-а). Таким образом обеспечивается улучшение энергетических показателей эа счет уменьшения потребляемой мощности. Формула изобретенияМногозонный развертывающий пре 1.образователь, содержащий соединенные последовательно первый сумматор и интегратор, выход которого подключен к сигнальным входам п релейных блоков (где п - нечетное число), каждый из которых содержит соединенные последовательно релейный элемент и усилитель мощности, выход которого является выходом релейного блока, а сигнальным входом является вход релейного элемента, выходы релейных блоков подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход которого является выходом преобразователя и соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого является входом преобразователя, вход питания усилителя мощности первого релейного блока соединен с шиной питания преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в него введены блок формирования управляющих сигналов и (и)(2 ключевых элементов, при чем входы ключевых элементов соединены с шиной питания преобразователя, выход каждого из ключевых элементов подключен к объединенным входам питания усилителей мощности -го и (1+1.)-го (где 1. = 2,4 сп) релейных блоков, выходы релейных элементов всех релейных блоков, кроме первого, подключены к соответствующим входам блока формирования управляющих сигналов, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих ключевых элементов.1471203 Составитель О.ОтрадовРедактор А.Мотыль Техред Д.Олийнык Корректор Ч,Пилипе писно оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина аказ 1610/51 Тираж 667 НИИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Раушскам и открытиям при ГКНТ СС наб., д. 4/5