Гибридное делительное устройство
Патент 813452
Авторы
Классы МПК
Гибридное делительное устройство
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскии
Социалистнческик
Республик
oii813452
4.
-г
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6т) Дополнительное к авт. сеид-ву 5 М К„з (??) Заявлено 040179 (?3) 2746212/18-24 с присоединением заявки М—
G 06 G 7/16
Государственный комитет
СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ (?3) Приоритет
Опубликовано 15,03.81.Бюллетень М 10
Дата опубликования описания 15.0 38.: (53) УД (681.335 (088 8) (5 4) ГИБРИДНОЕ ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике.
Известны множительно-делительные устройства с промежуточным время-импульсным представлением информации и функциональные преобразователи (1) .
Недостатком этого устройства является низкая точность работы.
Наиболее близким к предлагаемому являетс я множитель но-делительное устройство, содержащее токозадающий резистор, ключ, разрядный конденсатор, источник стабильного постоян 15 ного напряжения, выход которого через ключ подключен к первому выводу токозадающего резистора и к первой обкладке разрядного конденсатора, преобразователь временного интервала ?О в цифровой код, выход которого является выходом гибридного делительного устройства, генератор цикла, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя временного интервала в цифровой код и к управляющему входу ключа, источник опорного напряжения и компаратор, первый вход которого подключен к первому выводу токозадающего резистора,вто- 30 рой вход компаратора подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход компаратора подключен к информационному входу преобразователя временного интервала в цифровой код f2) .
Недостатком этого устройства является то, что в делительном устройстве операция деления осуществляется цифровым, измерением постоянной времени WRX-öåïè, рассматриваемой как частное от деления индуктивности 1 на сопротивление R. При этом датчиком входных величин должны быть катушки индуктивности и резисторы.
Применение индуктивности в качестве делимого требует изменения ее величины в некотором диапазоне, причем использование сердечников c pal для этой цели исключено, так как приводит к большой методической нелинейности. Кроме того, необходимо наличие мощного источника стабильного постоянного напряжения способ1 ного работать на низкоомную нагрузку, появляющуюся при небольших величинах делителя. К недостаткам указанного устройства следует отнести также разнородность представления входных величин, низкую стабильность датчиЭ
813452 ков входных величин, так как они включены по параметрической схеме, и невозможность изготовления датчика делимого средствами микроэлектроники.
Цель изобретения — повышение стабильностй и точности работы, устранение разнородности представления входных величин.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены первый, второй и третий регулируемые источники напряжения, первый и второй переменные резисторы, причем управляемый вход первого .регулируемого источника напряжения подключен к первой обкладке разрядного конденсатора, а выход подключен к первым выводам первого и второго переменных резисторов, вторые выводы которых подключены к шине нулевого потенциала, а средние выводы переменных резисторов подключены к управляемым входам второго и третьего регулируемых источников напряжения, выход второго регулируемого источника напряжения подключен ко второму выводу токозадающего резистора, а выход третьего регулируемого источника напряжения подключен ко второй обкладке разрядного конденсатора.
Кроме того, каждый регулируемый источник. напряжения выполнен в виде повторителя напряжения, A также тем, что каждый переменный реэистор выполнен в виде цифрового управляемого реэиетора, например на основе матрицы R-2R.
На фиг.l показана функциональная схема гибридного делительного устройства; на фиг.2 — эквивалентная схема эарядно-разрядной цепи.
Гибридное делительное устройство содержит генератор 1 цикла, ключ 2, преобразователь временного интервала в цифровой код 3, разрядный конденсатор 4, токозадающий резистор 5, переменные резисторы б и 7, являющиеся соответственно датчиками делимого и делителя, источник стабильного постоянного напряжения 8, первый, второй и третий регулируемые источники напряжения 9-11, источник на пряжения опорного напряжения 12,компаратор 13.
Гибридное делительное устройство работает следующим образом.
Р исходном состоянии ключ 2 замкнут, конденсатор 4 заряжен разностью напряжений источников 8 и 10.
Регулируемые источники 9-11 имеют некоторые начальные значения напряжений. Сигналом от генератора 1 цикла ключ 2 размыкается на время, достаточное для уменьшения напряжения на первом входе компаратора до потенциала опорного напряжения.Нри раэмыкании ключа 2 конденсатор 4 начинает разряжаться током, определяемым сопротивлением токозадающего резистора 5, положением средних. выводов переменных резисторов 6 и 7 и зависимостью между напряжениями на выходах регулируемых источников
9-11 и напряжениями на их управляющих входах.
Зависимость напряжения на первом входе компаратора 13 от параметров схемы может быть найдена решением дифференциального уравнения, описывающего переходной процесс в цепи разряда разрядного конденсатора 4, Если напряжения на выходах регулируемых источников повторяют напряжения на их управляющих входах,т„е. источники 9-11 будут являться повторителями напряжения, то напряжения Ц1() и Ugt) будут линейно зависеть от напряжения U(t) на первом входе компаратора:
И на первом входе компаратора:
U1(t) =К1 U(t)
Qt) =K Ug t) где К„и К вЂ” коэффициенты передачи потенциометров б и 7 соответствен25 но. Из решения дифференциального уравнения для кон турной цепи, представленной на фиг,2, получим:
U (t) =Еех1 (,, „ ) ° (1)
В момент равенства напряжения U(t) и опорного напряжения Uo„ñèãíàë с выхода компаратора 13 поступает на сигнальный вход преобразователя временного интервала в цифровой код 3, Значение временного интерва35 ma между сиги лами с генератора цик ла 1 и компаратора 13 находится иэ уравнения (1)
Т= ВСfn (2)
1-К ()гп
Величины 1-К1 и 1-К4 характеризуют
4О положение средних выводов переменных резисторов 6 и 7
Н1 Ra
Кч= R
1 Ф где R„ Rg — сопротивления перемен45 ных резисторов б и 7 между их средними выводами и неэаземленными выводами. Обозначив 1-К1=х и l-ky=y. получим результат преобразования в виде частного
$0 Т= — const. х
У
На выходах преобразователя 3 образуется цифровой аналог этой величины.
В качестве переменных резисторов можно использовать резистивные матрицы типа R-2R тогда операнды будут представлены в виде чисел. Изобретение выгодно отличается от известного. Реэистивные делители легко изготовляются средствами микрозлектрони40 ки; предложенная схема включения датчиков операндов обладает высокой стабильностью при температурных изменениях, воздействия влаги и др., а также более точно устанавливаются
4Я значения операндов и, таким образом, 81 34 52 получаем более точный результат. Не требуется большой мощности от источ. ника стабильнога постоянного напряжения ° формула изобретения
1. Гибридное делительное устройство, содержащее токозадающий резистор, ключ, разрядный конденсатор, источник стабильного постоянного напряжения, выход которого через ключ подключен к первому выводу токозадающего резистора и к первой обкладке разрядного конденсатора, преобразователь временного интервала в цифровой код, выход которого является выходом.гмбрндного делительного устройства, генератор-цикла, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя временного интер- 26 вала в цифровой код и к управляющему входу ключа, источник опорного напряжения и компаратор, первый вход которого подключен к первому выводу токозадающего резистора, второй вход компаратора подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход компаратора подклюЧен к информационному входу преобразователя временного интервала в цифровой код, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности и точности работы, устранения разнород-. ности представления выходных величин, в гибридное делительное уст ройство введены первый, второй и третий регулируемые источники напрякения первый и второй переменные резисторы, причем управляемый вход первого регулируемого источника напряжения подключен к первой обкладке разрядного конденсатора, а выход подключен к первым выводам первого и второго переменных резисторов,вторые выводы которых подключены к шине нулевого потенциала, а средние выводы переменных резисторов подключены к управляеьым входам второго и третьего регулируевмх источников напряжения, выход второго регулируемого источника напряжения подключен ко второму выводу токозадающего резистора, а выход третьего регулируемого нсточннка напряжения подключен ко второй обкладке разрядного конденсатора.
2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый регулируевый источник напряжения выполнен в виде повторителя напряжения.
3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый переменный резистор выполнен в виде цифрового управляемого резистора, например, на основе матрицы R-2R, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9418972 кл. Н 03 К 13/20, 1972 °
2. Бардаченко В. . и.др. Цифровое множительно-делительное устройство, Измерительная техника, 1973, 9 10, с.90 (прототип) .
813452 фг.2
Составитель Т, Сапунова
Редактор Н. Воловик Техред Н. Келушак Корректор С.Шекмар
Заказ 775/6 3 Тира* 745 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5 филиал ППП "Патент, г.ужгарод, ул.Проектная, 4