SU433499A1 - Синусный функциональный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике и к измерительной технике , может найти применение в навигационных информационно-вычислительных и управл ющих системах, а также системах, где требуетс  синусное функциональное преобразование.

Известно цифро-аналоговое вычислительное устройство, позвол ющее производить операцию преобразовани  напр жени  дл  цифровых величин на основе дробно-рационального приближени  к заданной зависимости . Такое устройство содержит уравновешенный мост, в первом плече которого включен посто нный резистор, а в трех остальных - импульсно-управл емые ключи и последовательно с ними включенные резисторы; двигатель моста присоединен ко входам усилител , выход которого через широтно-импульсный модул тор соединен с выходом устройства и управл ющими входами ключей во втором и четвертом плечах, 6бща  точка третьего и четвертого плечей моста через источник посто нного напр жени  соединена с общей точкой первого и второго плечей и шиной нулевого потенциала, к которой через усредн ющие конденсаторы присоединены входы усилител  и резистор третьего плеча моста.

Однако така  схема мостового цифро-аналогового вычислительного устройства дл  цифровых величин не позвол ет производить

операцию синусного преобразовани  над широтно-модулированными величинами и  вл етс  сложной и громоздкой, так как содерм ит большое количество точных резисторов и

аналоговых ключей, вход щих в состав управл емых линейных цифровых проводимостей .

Цель предлагаемого преобразовател  - расширить его функциональные возможности .

Это достигаетс  тем, что преобразователь содержит дополнительный резистор и три цепочки , состо щие из последовательно соединенных импульсно-управл емых ключей и резисторов , перва  и втора  из которых присоединены параллельно соответственно второму и четвертому плечам моста, а треть  цепочка с параллельно присоединенным дополнительным резистором включена между входом усилител  и резистором третьего плеча; управл ющие входы ключей указанных цепочек присоел,инены ко входу преобразовател , к которому через схему НЕ присоединен управл ющий вход ключа третьего плеча моста,

На чертеже изображена схема предлагаемого синусного функционального преобразовател .

Преобразователь содержит импульсно-управл емые ключи 1-6, последовательно с

которыми включены ;резисторы 7-12, постоииный резистор 13, дополнительный резистор 14, усредн ющие конденсаторы 15-17, источник 18 посто нного напр жени , схему НЕ 19, усилитель 20 посто нного тока, широтно-нмнульсный 1модул тор 21, входную и выходную клелпмы 22 и 23 преобразовател , а также входы усилител  24 и 25.

Дополнительные цепочки, подключенные к плечам моста, состо т из последовательно соединенных ключа 1 н резистора 7, ключа 5 н резистора 11, ключа 6 и резистора 12.

Предлагаемый синусный функциональный преобразователь обладает методической ошибкой и  вл етс  специализированным вычислительным устройством приближенного действи , реализующим математическую зависимость вида

е. .. Sin .0.-6,39+ -|Ж. (1)

Дл  обеспечени  возможности реализации с помощью мостового врем -импульсного функционального преобразовател  необходимо представить выражение (1) в не вном виде как решение следующего нелинейного уравнени :

(2,82Qz + 0,5860) (1 - 9) (0z -+- 6,3 в). (2)

Возможность построени  чисто электронной мостовой врем -импульсной схемы создаетс  благодар  использованию импульсно-управл емой проводимости (последовательное соединение имнульсно-унравл емого ключа и резистора , зашунтированное усредн ющим конденсатором ). Импульсно-управл ема  проводимость обеспечивает пропорциональность среднего значени  проводимости двухполюсника «электронный управл емый ключ и иосто нный резистор относительной длительности широтно-модулированной импульсной периодической последовательности, поступающей на управление ключом двухполюсника.

Логическа  цифрова  схема НЕ 19 выполн ет функцию фазоинвертирующего каскада, формиру  импульсный поток с относительной длительностью, равной . С помощью последовательного соединени  импульсно-управл емого ключа 1 и резистора 7, зашунтированных дополнительным резистором 14, и импульсно-управл емого ключа 2 и резистора 8, которые разв заны по переменному току посредством усредн ющего конденсатора 16, достигаетс  пронорциональность проводимости третьего нлеча моста квадрату относительной длительности входной импульсной последовательности в по закону g(l-6). Значени  проводимостей второго и четвертого плеч моста, выполненных в виде параллельного соединени  импульсно-управл емого ключа 3 с резистором 9 и ключа 4 с резистором 10, ключа 6 с резистором 12 и ключа 5 с резистором И, пропорциональны сумме относительных длительностей в и 0z нмпульсных последовательностей, поступающих на управление нмпульсно-управл емыми ключами 6, 3 и 5, 4, соответственно. РСонденсаторы 15 и 17 служат дл  фнльтрацин периодических напр жений, по вл ющихс  цри работе неременных проводимостей. Благодар  им на входы 24 и 25 дифференциального усилител  20 посто нного тока поступают только посто нные составл ющие (средние значени ) напр жений в точках 24 и 25, а высшие гармоники подавл ютс .

Таким образом, функционирование схемы можно описать следующим образом.

Разность напр жени  в точках 24 и 25 моста через дифференциальный усилитель 20 посто нного тока воздействует на широтно-импульсный модул тор 21, который формирует выходной сигнал схемы так, чтобы мост оказалс  уравновешенным. Это обеспечиваетс  при вынолненни следующего услови :

(1 G) ( Oz + - gn

Qz +

go ёч

ц

при g-i3 ygsЗдесь gs-gls -значени  нроводимостеи соответственно. Если обесрезисторов 8-13, печить такие соотношени  между значени ми посто нных проводимостей резисторов 9-12,

,82; 0,586; 6,3, то получим

gngngn

требуемое моделирующее выражение (2).

Предмет изобретени 

Синусный функциональный нреобразователь , содержащий схему НЕ и уравновещенный мост, в нервом плече которого включен посто нный резистор, а в трех остальных - импульсно-управл емые ключи и последовательно с ними включенные резисторы; диагональ моста присоединена ко входам усилител , выход .которого через широтно-импульсный модул тор соединен с выходом преобразовател  и управл ющими входами ключей во второ.м и четвертом плечах, обща  точка третьего и четвертого плечей моста через источник посто нного напр жени  соединена в общей точкой первого и второго илечей и шиной нулевого потенциала, к которой через усредн ющие конденсаторы присоединены входы усилител  и резистор третьего плеча моста, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, преобразователь содержит дополнительный резистор и три цепочки, состо щие из последовательно соединенных имиульсно-управл емых ключей и резисторов, перва    втора  из к 5торых присоединены параллельно соответственно второму и четвертому плечам моста, а треть  цепочка с параллельно присоединенным дополнительным резистором включена между входом усилител  .и резистором третьего плеча; управл ющие входы ключей указанных цепочек присоединены ко входу преобразовател , к которому через схему НЕ присоединен управл ющий вход ключа третьего плеча моста.