Множительно-делительное устройство

Множительно-делительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО , содержащее схему сравнения, первый вход которой соединен с выходом интегрирующего усилителя, второй вход является выходом источника сигнала делителя, а выход схемы сравнения подключен к входу ждущего мультивибратора , выход которого является выходом устройства и соединен с управляющим входом разрядного ключа, который включен параллельно конденсатору интегрирующего усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, повышения быстрсдействия, помехозащищен ности и надежности устройства, в него введен оптрон с прямой оптической связью и ограничительный резистор, один вывод которого соединен с выходом отрицательной полярности источника сигнала первого сомножителя, а другой вывод через светодиод оптрона С прямой оптической связью, включенный в запирающем направлении, связан с выходом положительной полярности источника сигнала первого сомножителя , а выход источника сигнала второго сомншсйтеля устройства через фоторезистор оптрона с прямой оптической связью соединен с инвертирующим входом интегрирующего усилителя. . СО

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТЧИЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ

O9} (И}

С 06 G 7/16; С 06 а 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3428129/18-24 (22) 22Я4.82 (Чб) 23.07.83. Бюл. И 27 (72) А.В.Кузьмин

{71) Ульяновский политехнический институт (53) 681.335(088.8) (56) 1. Патент СВА И .4005284, кл. 235-194, кл. G 06 G 7/16, опублик. 1977.

Краус И, Вошни Э. Информацион ная измерительная система. И., "Иир", 1975, с.47-48.

3. Авторское свидетельство СССР

}г 594507, кл. G 06 G 7/16, 1976 (прототип). (54)(57) иноиительнО-Делительиое УстРОЙСТВО, содержащее схему сравнения, первый вход которой соединен с выходом интегрирующего усилителя, второй вход является выходом источника сигнала делителя, а выход схемы сравнения подключен к входу ждущего мультивибратора, выход которого является выходом устоойства и соединен с управляющим входом разрядного ключа, которнй включен параллельно конденсатору интегрирующего усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, повышения быстродействия, помехозащищенности и надежности устройства, в него введен оптрон с прямой оптической связью и ограничительный резистор, один вывод которого соединен с выходом отрицательной полярности источника сигнала первого сомножителя, а другой вывод через светодиод оптрона с прямой оптической связью, включен" ный в запирающем направлении, связан Е с выходом положительной полярности источника сигнала первого сомножителя, а выход источника сигнала второго сомножителя устройства через фоторезистор оптрона с прямой оптической Я связью соединен с инвертируащим входом интегрирующего усилителя.

10308

Изобретение относится к вычисли" тельной технике и может быть использовано в контрольно-измерительной технике и в области систем автоматического регулирования и управления. 5

Известно множительное устройство, осуществляющее преобразование аналогового сигнала в частоту импульсов, содержащее интегратор, первый и второй переключательные элементы, схемы 10 сигналов обратной связи и вентили.

Устройство имеет два выхода, на которых формируются сигналы, пропорциональные произведению. постоянной величины и, соответственно, отрицатель- 15 ной и положительной величине аналогового сигнала (1)

Недостатками данного устройства являются отсутствие операции деления си гналов и низкая помехозащищенность. 2л

Известно также множительно-делительное устройство., реализующее электронно-оптический принцип и обладающее хорошей помехозащищенностью и высоким быстродействием. 25

Устройство содержит оптрон с прямой оптической связью с двумя фотоэлементами, на которые подаются напряжения сомножителей, дифференциальный усилитель и вентиль, включенный между выходом усилителя и источником света оптрона ?) .

Недостатком известного устройства является отсутствие преобразования аналогового выходного сигнала в час35 тоту импульсов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является множительно-делительное устройство, содержащее схему сравнения, интегратор, 40 ключ и ждущий мультивибратор, причем первый вход схемы сравнения соединен с выходом интегратора, второй вход является входом источника сигнала делителя, а выход схемы сравнения через ждущий мультивибратор и ключ соединен с управляющим входом интегратора (3).

Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие, надежность и помехозащищенность и ограниченная область применения, так как устройство может умножать и на обратную величину сигнала или делить на сам сигнал.

Целью изобретения является расширение области применения, повышения быстродействия, помехозащищенности и надежности устройства.

09

Поставленная цель достигается тем, что s множительно-делительное устройство, содержащее схему сравнения, первый вход которой соединен с выходом интегрирующего усилителя, второй вход является выходом источника сигнала делителя, а выход схемы сравнения подключей к входу ждущего мультивибратора, выход которого является выходом устройства и соединен с управляющим входом разрядного ключа, который включен параллельно конденсатору интегрирующего усилителя, введен оптрон .с прямой оптической связью и ограничительный резистор, один вывод которого соединен с выходом отрицательной полярности источника сигнала nepeoro сомножителя, а другой вывод через светодиод оптрона с прямой оптической связью, включенный в запирающем направлении, связан с выходом положительной полярности источника сигналапервого сомножителя, а выход источника сигнала второго сомножителя устройства через фоторезистор оптрона с прямой оптической связью соединен с инвертирующим входом, интегрирующеro усилителя.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит интегрирующий усилитель 1, схему сравнения 2, ждущий мультивибратор 3, разрядный ключ

4, оптрон 5 с прямой оптической связью, состоящий из светодиода б и фоторезистора 7, ограничительный резистор

8, конденсатор 9 интегрирующего усилителя 1, источник 10 сигнала делителя, первый 11 и второй 12 источники сигнала соответственно первого и второго сомножителя. интегрирующий усилитель 1 выполнен на усилителе постоянного тока 13, в.цепь обратной связи которого включен конденсатор 9.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение источника 12 сомножителя Х подают через фоторезистор 7 на вход интегрирующего усилителя 1, при этом на выходе интегрирующего усилителя 1 формируют линейноизменяющееся напряжение, которое за время интегрирования Т достигает амплитудного значения 1И

ТХ

И и где Г- постоянная интегрирования усилителя 1.

ВНИИПИ Заказ 2 14/49 Тиран 706 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10308

Постоянная интегрирования W оп1ж= . деляется как произведение величины конденсатора 9 на величину сопротивления R p фотореэистора 7, через которое происходит заряд конденсатора 9, .т.е. С = ВфС.

Величина сопротивления R фоторе- . зистора .7 обратно пропорциональна освещенности, а так как фотореэистор

7 находится в оптической связи со 10 светодиодом 6, яркость свечения которого, а следовательно, и освещенность фоторезистора 7 линейно зависят от тока через светодиод 6 в широком диапазоне изменения тока через све.тодиод .6. Светодиод 6 подключают че" рез ограничительный резистор 8 к выходу источника 11 сомножителя Y так, чтобы светодиод 6 был всегда смещен в прямом направлении, т.е. напряже- gg ние сомножителя Y однополярно и подключено плюсом к светодиоду 6, а минусом к резистору 8. Величину резистора 8 выбирают много больше со противления светодиода 6, смещенного в прямом направлении, поэтому ток через светодиод определяется величиной постоянного резистора 8 и вели чиной напряжения сомножителя Y. Таким образом, ток через светодиод 6, а следовательно, и освещенность фотореэистора 7 зависят прямо пропорционально от величины напряжения сомножителя Y. Величина же сопротивления

R фоторезистора 7 зависит от величины напряжения сомножителя Y обратно пропорционально, т.е.

1 в =.к— ф Y где К - коэффициент пропорциональности при преобразовании величины сомножителя У в сопротивление Рф фоторезистора 7.

Таким образом, выражение для амплитудного значения выходного напряжения интегрирующего усилителя 1 U с учетом выражений для постоянной времени интегрирования, и величины сопротивления R фоторезистора 7 сле дующее:

TX ТХ Т

U = — YX.

И Z P С КС

При работе устройства выходное. напряжение интегрирующего усилителя нарастает до амплитудного значения

09 4

0„, определяемого величиной напряжения источника 10 делителя 2 так как напряжение с выхода интегрирующего усилителя 1 подают на один из входов схемы сравнения 2, на второй вход которой прикладывают напряжение источника 10 делителя 2. При равенстве напряжений 2 и U на выходах схемы сравнения 2 на ее выходе формируют перепад напряжений, Этим перепадом напряжений запускают ждущий мультивибратор 3 и формируют на его выходе короткий импульс, который подают на ключ 4. Ключ 4 открывают на время действия выходного импульса мультивибратора 3 и разряжают через него интегрирующую емкость усилителя 1. После разряда емкости интегрировани о, т;е, после окончания импульса с мультивибратора 3, когда ключ 4 закрывается, начинается вновь заряд емкости интегрирования и описанный процесс повторяется.

Iаким образом, на выходе ждущего мультивибратора 3 формируют импульсы, период следования которых равен времени интегрирования Тк, котооое определяется из условия равенства выходного напряжения И и напряжения

Z делителя, т.е.

U= — YX=Z >

Т к КС откуда период следования Т (время интегрирования) определится формулой

Т = KC — °

YX

Таким образом, частота следования импульсов f с выхода ждущего мультивибратора

1 1 YX

Т КГ

При работе устройства для того, чтобы ошибка преобразования была минимальной, необходимо выполнить требования постоянства входных напряже- ний за время цикла преобразования, т.е. за время Т. Это условие выпол няется с помощью соответствующего подбора величины емкости интегрирования и величины коэффициента К преобразования напряжения сомножителя Y в величину сопротивления Вффотореэистора 7 с помощью подбора величины ограничительного резистора Я.