Устройство для синусно-косинусного широтно-импульсного преобразования

Устройство для синусно-косинусного широтно-импульсного преобразования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н11 1003105 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10. 07. 81 (21) 3315082 j 24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритетр М gw з

G 06 G 7/22

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 0703.83 Бюллетень №. 9. (Щ УДК 681. 3 (088.8) Дата опубликования описания 070383

Г: (72) Автор изобретения

A»В. Пустыльников и (71) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНУСНО-КОСИНУСНОГО

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения специализированных тригонометрических вычислителей.

Известно устройство, содержащее усилитель разбаланса, управляемый генератор, генератор синусоидального сигнала и два импульсных делителя напряжения (Ä1).

Его недостаток заключается в том, что входной и выходной сигналы имеют разную форму представления, что огрангчивает возможности сопряжения с другими вычислительными устройствами.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ап-. йроксимирующий время-импульсный функциональный преобразователь, в котором синусная или косинусная функция аппроксимируются дробно-. рациональными выражениями (2).

его недостаток состоит в ограниченной точности, что связано с дрейфом применяемых усилителей постоянного тока.

Цель изобретения - повыаение точности.

Цель достигается тем, что устройство для синусно-косинусного широтно-импульсного преобразования, содержащее первый и второй преобразователи длительности импульсов в напряжение, входы которых соединены с входом устройства, а выход первого преобразователя длительно"ти импульсов в напряжение соединен с первым входом усилителя разбаланса, coqepжнт импульсный делитель напряжения, два ключа, два выпрямителя, вычитатель и генератор импульсов с регулируемой скважностью, управляющий вход которого подключен к выходу вычитателя, а выход, являющийся выходом устройства, соединен с управляющим вхо" дом импульсного делителя напряжения, выход второго преобразователя дли-тельности импульсов в напряжение через импульсный делитель напряжения связан с вторым входом усилителя разбаланса, выход которого через пер» вый и второй ключи связан с входами соответственно первого и второго выпрямителей, выходы которых соединены с соответствующими входами вы= читателя, управляющие входы ключей соединены с входом устройства

1003105

Кроме того, первый преобразователь длительности импульсов в напряжение содержит сумматор и два последоэательно ссэдиненных блока преобразования.длительности импульса в амплитуду, через которые вход преобразователя связан с первым входом сумматора, при этом вход преобразователя соединен с вторым входом сумматора через инвертор.

При этом второй преобразователь длительности импульсов в напряжение содержит сумматор, два последовательно соединенных блока преобразования длительности импульса в ампли туду, через которые вход преобразователя связан с нервым входом сумматора, при этом вход преобразонателя соединен с вторым входом сумматора. При этом блок преобразования длительности импульса в амплитуду содержит соединенные последовательно .центрирующий элемент, селектор положительных значений и развяэывающий усилитель.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2функциональная схема преобразонатвлей длительности импульсов в напряжение.

Преобразователь (фиг. 1 ) содержит мостовую измерительную цепь, одна нетнь которой образована первым преобразователем 1 длительности импульсов н напряжение, а другая — последовательно включенными вторым преобразователем 2 длительности импуль сон в напряжение и импульсным делителем 3 напряжения, усилитель 4 раз» баланса, ключи 5 и 6, выпрямители

7 и 8, вычитатель 9 и генератор 10 импульсов с регулируемой скважностью.

Преобразователи 1 и 2 содержат последовательно включенные блоки 11 и 12 преобразования длительности импульса в амплитуду и сумматор 13.

В преобразователе 1 вход соединен с входом сумматора 13 через инвертор

14, а в преобразователе 2 — непосредственно. Блоки 11 и 12 состоят соответственно из последовательно соединенных центрирующих элементов

15 и 16, селекторов положительных значений 17 и 18 и развязывающих усилитедей 19 и 20.

U „=UF„(e>; О„„=О„„р,(g .

5 где F< (e) и F (О) — функциональные зависимости, определяемые структурой преобразователей 1 и 2 соответственно, Выходной сигнал устройства, фор g мируемый генератором 10, также имеет форму прямоугольных импульсов с управляемой относительной длительностью Bq, но частота следования этих импульсов значительно превышает частоту следонания входных импульсов. Соответственно импульсный делитель 3 напряжения рассчитан на работу с управляющими импульсами повышенной частоты следования, а напряжение импульсов, поступающих на

2О него с выхода преобразователя 2 и следующих со значительно более низкой частотой, является для этого делителя квазипостоянным и играет роль его опорного напряжения. Импульс25 ный делитель 3 напряжения выполнен, как линейный °

При изменениях входной величины& изменяются амплитуды 0 и (3 и возникает импульсное напряженйе раз30 баланса мостовой цепи, которое усилива, - ется усилителем 4. Для преобразования . усиленного импульсного напряжения разбаланса в величину постоянного напряжения, управляющего генератором 10

З5 применены элементы 5-9. Аналоговые ключи 5 и б разделяют выходной сигнал усилителя 4 на импульсы, соответствующие по времени импульсам и паузам входного сигнала устройства.

Выходные импульсы ключей 5 и б по"О даются на соответствующие амплитудные выпрямители 7 и 8, на выходах которых образуются постоянные напряжения, соответствующие по величине. и полярности амплитудам импульсов на

45 их входах. Эти постояйные напряжения подаются на входы вычитателя 9, с.выхода которого снимается напряжение г постоянного тока, пропорциональное величине полного "размаха" усиленного импульсного напряжения разбаланса и соответствующее ему по полярности независимо от смещений нуля усилителя

4. Этим обеспечивается значительное снижение погрешностей преобразования, 55 .связанных с дрейфом нуля усилителя 4.

Выходное напряжение вычитателя 9 воздействует на генератор 10, изменяя длительность его выходных импуль,сов таким образом, чтобы восстановить равновесие моста, которое соответствует получению характеристики преобразования

F (6I) " » Р,(О) Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение 08у, используемое в качестве напряжения питания мостовой цепи, имеет форму прямоугольных импульсов с амплитудой О „ и длительностью Т, следующих с периодом Т. Выходные напряжения Oq и Q пресМразователей 1 и 2 повторяют по форме входной широтно-импульсный . сигнал но имеют амплитуды U и Ощ зависящие от относительной длитель- ности входных импульсов g = Л. по законам т

1003105

При этом синусно-косинусная характеристика реализуется дробно-рациональной функцией, для чего преобразователи 1 и 2 воспроизводят зависимости t

Т„(6)= 88-49 ; F<(g)=S-g 8+8 .

Укаэанные зависимости реализуются следующим образом.

Амплитуда Ц+ .импульсов на выходе 10 селектора 17 определяется величиной 9

ОД = u„(4-а).

Блок 12 имеет ту же структуру, что и блок 11, поэтому два последователь- 15 но включенных блока 11 и 12 реализуют зависимость ., l

F(Q)=(h-9) =1-ЯЮ+О .

В преобразователе 1 сумматор 13 осуществляет алгебраическое сложение выходных импульсов блока 12 с импульсами, поступающими с инвертора 14, в результате чего выходной сигнал сумматора 13 не содержит "постоянной" (т.е. не зависящей от e) импульсной составляющей и при масштабном коэффициенте К=4 обеспечивает за,висимость 1 (О) =89 -4В В преобразователе 2, не содержа- З0 щем иннертор, сумматор 13 имеет коэффициенты суммирования по первому и второму входам, относящиеся друг к другу как 1:4. В результате обеспечивается получение зависимости 35 да&) =6-ЯО+ 8 ..

Изобретение сочетает высокую точность воспроизведения заданных функций с простотой схемы, что обеспечи- 40 вает улучшенные технико-экономические показатели по сраннению с сннуснокосинусными преобразователями, реализованными известными способами. 45

Формула изобретения

1. Устройство для синусно-косинусного широтно-импульсного преобразования, содержащее: первый и второй 50 преобразователи длительности импульсов в напряжение, входы которых соединены с входом устройства, а выход первого преобразователя. длительности импульсов в напряжение соединен с первым входом усилителя разбаланса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности, устройство содержит импульсный делитель напряжения, два ключа, два выпрямителя, нычитатель и генератор импульсон с регулируемой скважностью, управляющий вход которого подключен к выходу вычитателя, а выход, являющийся выходом устройства, соединен с управляющим входом импульсного делителя напряжения, выход второго преобразователя длительности импульсов в напряжение через импульсный делитель напряжения снязан с вторым входом усилителя разбаланса, выход которого через перный и второй ключи связан с входами соответственно первого и второго выпрямителей, выходы которых соединены с соответсТвующими входами вычитателя, управляющие входы ключей соединены с входом устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л ч а ю щ е е с я тем, что первый преобразователь длительности импульсов в напряжение содержит сумматор и два последовательно. соединенных блока преобразования длитеЛьности импульса в амплитуду, через которые вход преобразователя связан с первым входом сумматора, при этом вход преобразователя соединен с нторым входом сумматора через инвертор.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй преобразователь длительности импульсов в напряжение содержит сумматор э два последовательно соединенных блока преобразования длительности импульса в амплитуту, через которые вход преобразователя связан с первым входом сумматора, при этом вход преобразователя соединен с вторыми входом сумматора.

4. Устройство по пп. 2 и 3, о. т,л и ч а ю щ е е с я тем, что блок преобразования длительности импульса в амплитуду содержит соединенные последонательно центрирующий элемент, .селектор положительных значений и развязывающий усилитель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины, М., "Высшая школа", 1972, с.219-221.

2 ° "Автоматика и телемеханика", 1973, Р 2, с. 189-192 (прототип) .

1003105

1003105

Корректор Л. Бокшан

Заказ 1568/33 Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.i Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Осипов

Редактор .Т. Пушненкова Техред А.Бабинец

v ф