Способ преобразования скорости изменения аналогового сигнала в широтноимпульсный сигнал

Способ преобразования скорости изменения аналогового сигнала в широтноимпульсный сигнал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

i+

ЙСХЫ

О П И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (51)М, КЛ.2 (22) Заявлено 030478 (21) 2604977/18-21 с присоединением заявки No (23) Приоритет

Н 03 К 7/08

G 06 G 7/18

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открытий

Опубликовано 2506.80, Бюллетень МЮ 23

Дата опубликования описания 250680 (53) УДК 621.374 (088.8) (72) Автор изобретения

А.Г.Замятин (71) Заявитель

Севастопольский приборостроительный институт (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ

АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА В (йИРОТНΠ— ИМПУЛЬСНЫЙ

СИГНАЛ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования.

Известен способ преобразования скорости изменения сигнала в один иэ видов электрических сигналов, который включает три основных операции — получение отсчетов сигналов в дискретные моменты времени, хранение полученных значений в интервале времени между отсчетами, определение значения и знака разности между запомненным и текущим значениями сигнала (12.

Недостатками снособа и устройств; 15 реализующих ° его, является относительнО высокая сложность, низкое быстродействие и точность, объясняемые необходимостью коммутации и эапомина, н1(я аналоговых сигналов. 20

Известен также способ преобраэованйя скорости изменения аналогового сигнала в широтно-импульсный сигнал, включающий операции формирования образцового сигнала пилообразной формы, сопоставления исследуемого сигнала с образцовым (22.

В известном способе приращение сигнала выделяется на фоне значительной постоянной составляющей, преоб- 30 раэование которой во временной интервал занимает основную часть периода преобразования и, следовательно, сокращает точность и снижает быстродействие преобразования. Другим недостатком является то, что теряется информация о знаке производной.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия преобразования скорости изменения сигнала во временной интервал.

Для достижения укаэанной цели в способе преобразования скорости изменения аналогового сигнала в широтноимпульсный сигнал, содержащем операции формирования образцового сигнала, сопоставления исследуемого сигнала с образцовым, образцовый сигнал в начале цикла преобразования увеличивают с постоянной. скоростью до величины, превышающей исследуемый сигнал на некоторую незначительную постоянную величину, момент достижения образцо= вым сигналом этой величины определяют сопоставлением его с исследуемым сигналом, после этого образцовый сигнал уменьшают с той же скоростью до величины меньшей исследуемого сигнала на .незначительную постоянную величину. B момент выполнения этого

743186 условия, который контролируют сопоставлением исследуемого сигнала с образцовым, завершается цикл преобраэ ов ания, фронты широтно-импуль сного сигнала Формируют в моменты изменения направления обраэцовогосигнала.

На фиг,1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на Фиг.2 — диаграммы преобразования скорости изменения аналогового сигнала в широтно-импульсный. .В состав устройства входят блок

1 сопоставления исследуемого сигнала с образцовым, блок 2 формирования образцового напряжения, блок 3 выделения Л tttи знака приращения (производной).

Для исключения из результатов преобразования постоянной составляющей в качестве начала отсчета используется сам исследуемый сигнал

y(t) .

Цикл преобразования осуществляется в два такта, длительности которых характеризуют широтно-импульсный сигнал (ШИС) . Начало первого такта является концом предыдущего цикла . преобразования и характеризуется достижением образцового сигнала х (t), значение которого меньше исследуемого на незначительную постоянную величину (b), которая соизмерима с порогом срабатывания сравнивающих устройств °

Моменты выполнения этого условия на фиг.2 отмечены

Начиная с этих моментов, х(t) нарастает с постоянной скоростью до значения, превышающего у() на постоянную величину (а) того же порядка, что и (Ь). Моменты достижения этого

/ условия, обозначенные t гг, t<, ..., I фиксируют окончание первого такта. Очевидно, что чем выше скорость нарастания y(t), тем длительней первый такт.

В конце первого такта направление образцового сигнала именяют на противоположное, чем обеспечивается возможность измерения отрицательных .производных. Окончание второго такта завершается достижением нижней границы и обозначено t< g, В. результате цикла преобразования получен ШИС, отражающий величину и направление изменения сигнала.

Описанная последовательность операций может быть сведена к двум уравнениям уи„- ) Ь IC(1 tH-,)=Y(t ) CL (1)

У(,„ +а-1й - „ =у(„)-Ь, р где а, b — постоянные величины, характеризующие верхнюю и нижнюю границы; коэффициент, характеризующий скорость изменения образцового сигнала.

Из (1) и (2) следует, что

I V(C„)-Ó(4,,))=(K(t - к- )-k(tи. „ ) I, (Я где

У1 Уя = K ht.; и Угг =У(в-1) д = (t (,- Е я,-1) -(

О

Знак приращения Ь у, определяется знаком ht . Из фиг.2 видно, что для возрастающей функции, — < ) для убывающей наоборот, а для y(t) = const ((ttl-1 =

Решая (1) и (2) относительно

Т = t(t — 1, (и считая производную

gp y. (t) ky

tâ-tK =Ь(= —

CL+Ь

K — IcY « "— "-ЬЪг г, т= (,+ (,— г(г — г г —" (=, (q)

К г- — (г-у 2(о Ь) 2(a+6)K .

Выражения (3) и (4) наглядно отражают связь скорости изменения исследуемого сигнала с ШИС, полученного в предлагаемом способе.

Формула изобретения

Способ преобразования скорости изменения аналогового сигнала в широтно-импульсный сигнал, содержащий операции формирования образцового сигнала, сопоставления исследуемого сигнала с образцовым, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыше40 ния точности и быстродействия преобразования, образцовый сигнал в начале цикла преобразования увеличивают с постоянной скоростью до величины, превышающей исследуемый сигнал на постоянную величину, момент достижения образцовым сигналом этой величины определяют сопоставлением его с исследуемым сигналом, после этого образцовый сигнал уменьшают с той же скоростью до величины меньшей исследуемого сигнала на постоянную величину, в момент выполнения этого условия, который контролируют сопоставлением исследуемого сигнала с образцовым, завершается цикл преобразования, фронты широтно-импульснoI о сигнала формируют в моменты изменения направления образцового сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р525118(кл. G 01 G 7/18(1975.

2, Темников Ф.E., Славинский В.Л.

Математические развертывающие системы, M., Энергия, 1970, с. 23 (прототип) .

143186 n) ) ям

"°

tv+ и+1 ир

Составитель В.Коновалов

Техред Э. Фечо КоРректоР М.Вигула

Редактор A.Ìàêoâñêàÿ

Филиал ППП Патент, г. Умгород, Ул. Проектная, 4

Заказ 3630/19 Тирам 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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