Глножительное устройство

Глножительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союа Советских

Социалистических

Респтблин

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16. т/1(.1969 (№ 1348818/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29.Х.1970. Бюллетень № 33

Дата опубликования описаш. я 25.XI I.1970

Кл. 42m, 7/16 комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК 6 06g 7/16

УДК 681.14.001.57(088.8) Авторы изобретения

В. Л, Бенин, В. У. Кизилов, И. И. Смилянский и T. И. Бархатова

Харьковский политехнический институт имени В. И. Ленина

Заявитель

МИО)КИТВАЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к классу аналоговых множительных устройств. Множительные устройства широко используются в аналоговых вычислительных машинах, в статических преобразователях мощности, в других устройствах, где требуется получение выходного сигнала, пропорционального произведению двух входных сигналов.

Известны время-импульсные множительные устройства, в которых один из сомножителей преобразуется в относительную длительность импульса посредством широтно-импульсного модулятора, а другой поступает на амплитудный модулятор. Сигнал, пропорциональный произведению, получается путем усреднения выходного напряжения амплитудного модулятора.

В указанных устройствах входная цепь одного из сомножителей электрически связана с выходом, что часто является нежелательныхт, особенно при использовании множительного устройства для измерения электрической мощности в системах автоматического регулирования.

Наличие амплитудного модулятора приводит к уменьшению точности и температурной стабильности устройства в связи с влиянием остаточных параметров транзисторов и их тем пер а тур ной зависимостью.

Наличие амплитудного модулятора снижает надежность устройства, так как амплитудный модулятор чувствителен к перенапряжениям.

Цель настоящего изобретения — гальваническое разделение входных цепей одной от другой и от выхода схемы, повышение точности, термостабильности и надежности.

С этой целью в описываемом множительном

10 устройстве применены два широтно-импульсных модулятора, выходные напряжения которых выпрямляются двухполуперподными выпрямителями и вычитаются, а входные сигналы подаются на отдельные обмотки широт15 но-импульсных модуляторов. Такое построение множительного устройства позволило отказаться от амплитудного модулятора, а, следовательно, повысить точность, термостабильность и надежность устройства и гальва20 нически изолировать входные и выходные цепи.

Принципиальная схема множительного устройства приведена на чертеже.

Множительное устройство состоит из двух

25 широтно-импульсных модуляторов (ШИМ) 1 и

2. Последние собраны на сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса 8 и на транзисторах 4 и 5 по схеме управляемого преобразователя постоянного напряжения в перемен30 ное. Питание ШИМ осуществляется от стабн285360 лизированного источника постоянного напряженияя 6.

ВходHLIc токовые сигналы (сомножители) 7 и д подаются в управляющие обмотки 9 и 10 модулятора, которые включены так, что на один из нпх (например, на модулятор 1) воздействует сумма входных токов, а па другой — их разность.

Резисторы ll, включенные в среднюю точку коллекторных обмоток 12 ШИМ, служат для осуществления модуляции напряжения, вырабатываемого преобразователем, входными сигналами.

Напряжение, снимаемое с выходных обмоток 18 каждого ШИМ, выпрямляется двухполупериодными выпрямителями 14 и 15, которые нагружены балластными сопротивлениями 16 и 17, Выходной сигнал 18 множительного устройства образуется разностью напря>кений на балластных сопротивлениях 16 и 17.

При отсутствии входных сигналов каждый

ШИМ работает как преобразователь постоянного напряжения в переменное. Частота переменного напряжения определяется величиной напряжения источника питания и вольт-секундным интегралом магнитного сердечника (при применении множительного устройства для перемножения переменных напряжений эта частота должна быть в 20 — 30 раз выше частоты З0 перемножаемых сигналов). Напря>кение на выходных обмотках каждого ШИМ в этом случае одинаково, напря>кение на выходе равно нулю.

При наличии входных сигналов сердечник первого ШИМ, если открыт транзистор 4, будет перемагничиваться со скоростью г1Ф Uo+ (1 + 12)

dt W»

40 а при открытом транзисторе 5 со скоростью аФ 1 о — (1I+12) 45

dt W,, Величины перемагнпчивания будут соответственно равны

2Ф W,. 2Ф WK

t,=

12 1

U o+ (1 + 12) Uo (11 + 12) где Uo — напряжение источника питания 6, 1;, 1 — приведенные к коллекторной обмотке значения входных токов, Л вЂ” величина сопротивления резистора 11, Фз — величина потока насыщения сердечника, W, — число витков коллекторной обмотки 12.

Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя 14 за период напряжения высокой частоты определится как 65 (

W,.

11о где W, — число витков выходной обмотки.

Аналогично для модулятора 2 среднее напряжение на выходе выпрямителя 15 будет равно: у в у

Среднее напряжение на выходе множительного устройства, равное разности выпрямленных напряжений каждого ШИМ, очевидно, будет пропорционально произведсншо входных токов: — W

Увых ср. — — 4 — . х tlo

Таким образом, каждый широтно-импульсный модулятор представляет собой квадратор, а сочетание двух квадраторов, как известно, позволяет реализовать операцию умножения.

Предлагаемое множительное устройство может использоваться для перемно>кения сигналов постоянного и переменного тока. Особенно эффективно применение предлагаемого устройства для построения статических преобразователей мощности в системах переменного тока. В этом случае одна из входных обмоток (токовая) может состоять из одного витка и исключается необходимость в применении проме>куточного трансформатора тока, Как видно из приведенной схемы множительного устройства входные и выходные цепи в нем гальванически не связаны, что позволяет значительно расширить область его применения.

По сравнению с известными устройствами предлагаемое имеет более высокие эксплуатационные характеристики (точность, надежность, термостабильность) .

Предмет изобретения

Множительное устройство, содержащее широтно-импульсный модулятор, выполненный в виде управляемого транзисторного преобразователя постоянного напряжения, отличающееся, тем, что, с целью повышения надежности и точности устройства, в нем установлен дополнительно идентичный первому второй широтно-импульсный модулятор, причем к выходным обмоткам каждого широтно-импульсного модулятора подключены двухполупериодные выпрямители, а источники сигналов сомножителей подключены в обмотки управления, включенные согласно в одном широтно-импульсном модуляторе и встречно — в другом.

285360

Составитель Т. Озерова

Редактор Ю, Д. Полякова Техред А. А. Камышникова Корректор Л. Л, Евдонов

Заказ 3673/17 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2