Патент ссср 213413

Патент ссср 213413

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И

ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

2I34I3

Союз Соеетскик

Социалистическик

Ресоублин

Бсеоо ов.;р;, А

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42m, 14

Заявлено 04.Vill.1966 (№ 1096316/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет,ЧПК 6 06f

УДК 681.327.67 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Миииотров

СССР

Опубликовано 12.111.1968. Бюллетень №

Дата опубликования описания 21.V,1968

Авторы изобретения

В. С. Верховцев, М. А. Раков и Л. А. Синицкий

Физико-механический институт AH УССР

Заявитель

МНОГОУСТОЙ Ч И ВЫ Й ВРЕМЯ ИМПУЛЬСНЫЙ ЭЛ ЕМЕНТ

f(t) = — + Cz sin (в1+(р ) +С» з1п (2оИ+(ре)+ в тех случаях, когда произведение п т целое и

+...+Cnsin (и cot+ ср„), (i) З0 четное, т. е.

В вычислительной технике и автоматике известны многоустойчивые элементы.

Предложенный элемент отличается от известных тем, что он содержит широтный модулятор, избирательный усилитель и фазочувствительный детектор, соединенные последовательно; причем выход детектора подключен к первому входу широтного модулятора, а его второй вход подсоединен к источнику прямоугольных импульсов тока; вход опорного напряжения фазочувствительного детектора соединен с источником опорного напряжения с частотой повторения, кратной частоте повторения источника прямоугольных импульсов.

Это позволяет увеличить надежность элемента.

На фиг. 1 показана блок-схема многоустойчивого элемента; на фиг. 2 — его принципиальная схема.

В элементе для реализации гребенчатой характеристики используется то обстоятельство, что коэффициен-,ы разложения в ряде Фурье импульсных функций представляют собой периодическую функцию ширины этих импульсов. Разложение в гармонический ряд периодической функции f(et) имеет вид где коэффициенты разложения ао, С„ находят по общеизвестным формулам разложения в ряд Фурье.

Если функция f(at) представлена в виде периодически повт оряюшихся прямоугольнь1х импульсов с амплитудой А длительности т и с периодом Т=2л, то значения коэффициентов разложения а0, С„и ср„соответственно равны

А 2А . и-. т nz

1О а,=; С„= sin —; „= — л-. 2 2 2 и п-й член разложения дается следующим выражением:

2А . п-. и-. х

15 и„= е1п — з1п иo>t+ " 1. (2) п-.. 2 2 2 /

2А . п-.

Выражение С„=-- sin определяет знаи-. 2 чение амплитуды п-й гармоники.

Нас интересует изменение абсолютного значения, С„, в зависимости от длительности импульса т. При достаточно большом значении и значение С, при изменении т от 0 до л периодически принимает все значения от

2А С) =0 до )С I .. = причем (С I =0 и т

213413

10 жение 14.

65 пт=Ж, где k=1, 2, 3 ...; и t С„(= I С, „. при пс=2й+1.

Следует заметить, что чем выше номер гармоники п, тем большее число раз абсолютное значение амплитуды,С, принимает нулевые и максимальные значения (для n=20 C„ имеет соответственно 10 максимумов и минимумов). Таким образом, величина и-й гармоники входных импульсов является, как уже было отмечено, периодической функцией ширины этих импульсов, а их взаимосвязь выражается многогорбой характеристикой. Располагая такой характеристикой, можно перейти к построению самого элемента.

Многоустойчивый элемент с широтно-импульсной модуляцией содержит широтно-импульсный модулятор 1, на вход которого подаются прямоугольные импульсы с длительностью т — — ", избирательный усилитель

10 настроенный на требуемую гармонику входного сигнала, и фазочувствительный детектор 8, с выхода которого заведена обратная связь в цепь управления широтно-импульсного модулятора. На детектор поступает также сигнал и-ной гармоники от внешнего источника возбуждения. Поскольку практически наиболее интересным является построение элемента с 10 устойчивыми состояниями, в дальнейшем будем рассматривать работу схемы в основном применительно к этому случаю. При этом избирательный усилитель должен быть настроен на 20-ю гармонику и соответственно сигнал 20-й гармоники должен поступать в цепь возбуждения детектора.

Широтно-импульсный модулятор 1 (см. фиг. 2) выполнен по схеме ждущего мультивибратора с коллекторно-базовой связью на двух транзисторах 4. Линейная область модуляции перекрывает диапазон длительности имг пульса т от — до л при изменении управляю10 щего напряжения от нуля до максимума. Выход широтно-импульсного модулятора через делитель о напряжения включен на вход избирательного усилителя. Делитель согласует выходное сопротивление модулятора с входным сопротивлением первого каскада усилителя.

Избирательный усилитель трехкаскадный на транзисторах 6, 7, 8 и 9 с трансформаторным выходом. Избирательные аС-контуры 10 включены в коллекторно-базовые цепи первых двух каскадов. Для разделения цепей питания фазового детектора оконечный каскад на транзисторах 8 и 9 усилителя 2 выполнен по трансформаторной схеме.

Необходимо отметить, что на выходе фазового детектора выпрямленное напряжение получается одной полярности, несмотря на то, что амплитуда и-й гармоники принимает как положительные, так и отрицательные значения п-. в зависимости от знака sin †. Это объясняет2 ся тем, что вместе с изменением знака ампли15

4 туды меняется соответственно на 180 и фаза гармоники. Фаза ср определяется выражением, отличающимся от выражения для амплитуды С слагаемым —, поэтому изменение ами плитуды и фазы с изменением длительности импульса т проис." одит одновременно, и на выходе фазового детектора знак выпрямительного напряжения не меняется, а только спадает до нуля при значении С„=О.

Схема работает следующим образом.

На вход широтно-импульсного модулятора 1 подаются прямоугольные импульсы длительности примерно — с частотой следова10 ния f. В состоянии запуска схемы ключ 11 находится в положении 12. В цепь управления широтного модулятора от источника И постоянного напряжения подается напряжение, равное (или несколько больше) напряжению, соответствующему некоторому устойчивому. состоянию. На выходе широтного модулятора длительность импульса будет примерно соответствовать максимальному значению амплитуды 20-й гармоники. При перебросе ключа Il в положение 14 с выхода фазового детектора 8 подается в цепь управления широтного модулятора, При этом емкость 15 на выходе фазового детектора начнет разряжаться и постоянное напряжение на выходе усилителя постоянного тока (a, следовательно, и в цепи управления широтного модулятора) будет снижаться, а длительность импульсов на выходе широтного модулятора начнет уменьшаться. Это уменьшение длительности импульсов приводит к возрастанию амплитуды 20-й гармоники, что в свою очередь вызывает повышение напряжения на выходе фазового детектора и усилителя постоянного тока. В результате наступает равновесное состояние, когда дальнейшему разряду конденсатора будет препятствовать нар»стание амплитуды 20-й гармоники на входе фазового детектора. Это равновесное состояние и будет устойчивым. Ему соответствует строго определенное напряжение на входе и определенная длительность импульса на выходе широтного модулятора.

Для перевода многоустойчивого элемента в следующее устойчивое состояние необходимо ключ 11 персбросить в положение 12 и подать от постоянного источника 18 напряжение, равное (или чуть выше) требуемого номера устойчивого состояния, и перебросить ключ в полоВыходчыми параметрами многоустойчивого элемента являются постоянное напряжение на выходе усилителя постоянного тока и длительность импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора. Благодаря использованию в схеме широтно-импульсного модулятора эти величины связаны между собой с линейностгио не хуже 0,5%, что весьма важно при практическом применении элемента.

213413

Предмет изобретения

Многоустойчивый времяимпульсный элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения его надежности, он содержит широтный модулятор, избирательный усилитель и фазочувствительный детектор, соединенные последовательно, причем выход детектора подключен к первому входу широтного модулятора, а его второй вход подсоединен к источнику прямоугольных импульсов тока, а вход опорного напряжения фазочувствительного детектора соединен с источником опорного напряжения с частотой повторения, кратной частоте повторения источника прямоугольных импульсов.