Устройство для умножения и деления постоянных напряжений

Устройство для умножения и деления постоянных напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистиме ких

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (") 525968 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.10.74 (21) 2066524/21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.76Бюллетень №31 (45) Дата опубликования описания 17.02.77

I (51) М. Кл.

2, &06 G 7/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 681 335.

° 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.Б,Толкачев и A.Н.Бовкун (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ И

ДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть исполт зовано в устройствах автоматического управления и регулирования, в частности, в энергетических измерительных преобразователях мощности и сопротивления.

Известное устройство, содержащее ши— ротко-импульсный модулятор, подключенный к генератору импульсов, и амплитудный модулятор, имеет недостаточную точность вы- 10 полнения операций умножения и деления (1).

Известно также устройство, содержащее одновибратор с разрядным конденсатором, подключенный к генератору тактовых импульсов, управляемый токостабилизирующий двухполюсник и амплитудный модулятор (21.

Однако широтный модулятор данного устройства выполнен по схеме транзисторного одновибратора с экспонециальным законом изменения напряжения на разрядной 2О емкости. Это приводит к нелинейной функции преобразования устройства, снижая тем са- ° мым точность выполнения математических операций. Наличие нескомпенсированных остаточных параметров транзисторных ключей также приводит к ухудшению точностных показателей работы устройства.

Цель изобретения — повысить точность работы устройства.

Для этого в устройство введены элемент задержки, включенный между одновибратором и амплитудным модулятором, и стабилизатор тока, подключенный к разрядному конденсатору одновибратора и к управляемому токостабилизирующему двухполюснику.

На чертеже представлена принципиален ная электрическая схема устройства для умножения и деления постоянных напряжений.

Устройство содержит одновибратор 1, включающий в себя разрядный конденсатор

2, транзисторы 3, 4 и резисторы 5-8, подключенный к генератору 9 тактовых импульсов. Разрядный конденсатор 2 соединен с управляющим токостабилизирующим двухполюсником 10, состоящим из транзисторов 11 и 12, диодов 13 и 14, резисторов

15-19. Элемент задержки 20, в состав которого входят транзистор 21, диод 22

525968

3 и резисторы 23-26, включен между транзисторным одновибратором 1 и амплитудным модулятором 27.

Устройство работает следующим образом.

В одновибраторе 1 с разрядным конденсатором 2 в исходном состоянии до прихода импульсов с генератора 9 транзистор 3 закрыт, а транзисторы 4 и 21 открыты. При этом разрядный конденсатор

2 заряжен до напряжения о I 63)) кэ2f ) где U ) - входное напряжение устройства, соответствующее делимому;

И ), -напряжение на переходе базаэмиттер транзистора 4; цКЭ2 - напряжение на насыщенном транзисторе 21.

Запускающий импульс переводит одновибратор 1 в квазиустойчивое состояние: транзистор 3 открыт, а транзисторы 4 и

21 закрыты. Разрядный конденсатор 2 начинает разряжаться постоянным током через управляемый токостабилизирующий двухполюсник 10. Ток разряда конденсатора 2 определяется выражением: ц2 к

* — +(3 +,) +Ch — )—

p t R ко«кои «R

Есм Ист ) к012, 42 R где 02 — входное напряжение устройства, соответствующее делителю;

R) - сопротивление резистора 15;

J- обратный ток транзистора 11; р к — напряжение питания одновибратора

1- э — сопротивление резистора 16; с — напряжение На диоде 14

R5 — сопротивление резистора 19; око),- обратный ток транзистора 4;

< „« ) - коэффициенты усиления тока эмит) тера транзисторов 11, 12.

Если подобрать параметры схем так, чтобы значение многочленов в круглых скобках выражения для тока разряда конденсатора были равны одно другому, то желаемый ток J разряда конденсатора 2

P?K равен и<

)>ж Н R) т.е. пропорционален входному напряжению

И .оответствующему делителю. Время, в течение которого одновибратор находится в квазустойчивом состоянии, с учетом предыдущих выражений определяется из уравнения

«(Uбэ,+ "кээ кэ2f) иц иота)

Р

* И где UD — напряжение на диоде 22;

U . — напряжение на насыщенном транзисторе 3;

И „„ - напряжение отпирания транзистора

4, Из этого уравнения видно, что элемент задержки 20 обеспечивает задержку разряда конденсатора 2. Если значения двухчленов в круглых скобках уравнения равны, то время разряда определяется формулой

СЯ, 1

Р?К д

41

® Этого можно достигнуть соответствующим выбором типа диода 22 и сопротивления резистора 25, подобрав их так, чтобы суммарная вольтамперная характеристика была аналогична входной характеристике транзистора 4. Напряжение Икэ Up 1)

И)?тп близки по значениям и примерно на порядок меньше, чем напряженияU или

UD, Поэтому их взаимная компенсация

39 обеспечивается без подбора при требуемой точности. В силу того, что напряжение и< „ изменяется при изменении входного напряжения U2 смещение диода 22 осуществляется также и от этого напряжения.

При этом достигается равенство USau u и 1, при разных уровнях И .

Выходные импульсы одновибратора 1 (коллектор транзистора 4) длительностью поступают на амплитудный модулятор рж

46 27.

На выходе амплитудного модулятора 2.7, который является выходом устройства, формируется последовательность прямоугольных импульсов напряжения с частотой так45 тового генератора 9, длительностью 1 )-) и амплитудой, соответствующей величине входного напряжения U амплитудного модулятора 2 7. Среднее значение и р выходного напряжения определяется с учетом предыЩ душей формулы выражением и, и =к и

СР И

CRi

К= где д коэффициент преобразования ус ройства;

U - входное напряжение устройства, соответствующее одному из сомножителей функции преобразования, определяемой этим ф выражением.

525968

Составитель М.Аудринг

Техред И. Асталэш Корректор Н. Бугакова

Редактор О.Стенина

Заказ 5137/487 Тираж 864 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Устройство для умножения и деления постоянных напряжений, содержащее одновибратор с разрядным конденсатором, подключенный к генератору тактовых импульсов, управляемый токостабилизирующий двухполюсник и амплитудный модулятор, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него 4 введены элемент задержки, включенный между одновибратором и амплитудным мс дулятором, и стабилизатор тока, подключенный к разрядному конденсатору одновиИ братора и к управляемому токостабилизирующему двухполюснику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Бонч-Бруевич А.М. и др. Бесконтакные элементы самонастраивающихся систем.

М., "Машиностроение", 1968, с.124, рис,6 1.

2. Лейтман М.Б, Транзисторные счетнорешающие устройства для автоматической обработки результатов измерений. — Труды

1111 Всесоюзной конференции 1965г. Новосибирск, Наука", 1971, с.307-309, рис.12 (прототип),