Способ деления напряжений

Способ деления напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сонетскик

Соцналнстнческнк

Республик

< 943751 (61) Дополнительное к авт. свих-ву(22) Зая алеко 19. 04. 80 (21) 29 t 0975/18-24 с присоелннением заявки РЙ . (23) Приоритет (5I)M. Кл.

G 06 G 7/16

3Ъаударсткииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.82. бюллетень № 26

Дата опубликования описания 17 07. 82 (53) УДК681.335 (088. 8) (72) Автор изобретения

Л. Д. Йевченко

Ф - л >.ИТКС.

:Р (о :ы ° Физико-механический институт АН Украинской CCP

° и

I

t (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в электронной измерительной технике.

Известен способ деления напряжений, заключающийся в управлении временем разряда конденсатора обратно пропорционально напряжению делителя.

Получаемое таким образом напряжение является управляющим при интегрирова-, нии напряжения делимого. Пиковое значение проинтегрированного напряжения соответствует частному от деления входных напряжений fl).

Однако, делители, построенные по такому принципу, не обладают достаточной точностью.

Наиболее близким техническим реше" нием является способ, заключающийся в преобразовании напряжения делите- 2о ля во времени по линейному закону и последующего сравнения такой формы напряжения с уровнем напряжения делимого. Интервал времени от начала цикла по момента сравнения пропорционален ластному от деления уровней напряжений входных сигналов 12).

На точность и динамический диапазон делителей, построенных по такому принципу, влияют параметры входящих в их состав блоков. В частности, влияние параметров интегратора, являющегося преобразователем импульсного напряжения с амплитудой, рЪвной напряжению делителя, в напряжение, из" меняющееся во времени по линейному закону, проявляется в виде погреш— ности интегрирования иэ"за изменения линейности треугольного напряжения, Как известно, в реальном интеграторе при скачке напряжения на входе напряжение на выходе его изменяется не по прямой, как это было бы в случае идеального интегрирования, а по экспоненте, характерной для. обычной интегрирующей цепи. Таким образом, точность деления по данному способу недо" статочно высока.

943751

Цель изобретения — повышение точности .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу деления напряжений, заключающемуся в сравнении напряжений, в фиксации и выделении вре" менного интервала от на ала цикла до момента сравнения, причем длительность временного интервала пропорциональна отношению напряжений делимо- )0 го и делителя, одновременно преобразу" ют во времени по экспоненциальному закону напряжение делителя и напряжение делимого, преобразованное по экспоненциальному закону напряжение делителя интегрируют, результат интегрирования сравнивают с преобразованным по экспоненте напряжением делимого.

На фиг. 1 изображены графики, ил- 20 люстрирующие предлагаемый способ; на фиг. 2 - устройство, реализующее предлагаемый способ.

Напряжение делителя преобразуется в напряжение, которое изменяется Z5 во времени по экспоненциальному закону e/ã

U„e где 0л - напряжение делителя; постоянная времени изменения напряжения-делителя во времени.

Затвм, преобразованное таким образом напряжение делителя интегрируют, например, с помощью последовательной

RC-цепи, постоянная времени которой равна постоянной времени изменения по экспоненте напряжения делителя

01 е /f т.е. С,г = t . При прохождении через эту RC-цепь напряжение, убывающее во времени по экспоненциальному закону 0„. е /Х, преобразовыва« ется в напряжение, изменяющееся по следующему закону

-+/ Ã В0с

U е = 0 -(t)+Ò вЂ” 1 с сН

45 где U (t) - изменение во времени с напряжения на конденсаторе С-цепи; постоянная времени 5.С-це

50 пи, равная постоянной времени функции 0„- е —.Ф/х

Применяя преобразования Лапласа для случая нулевых:начальных условий, дифференциальное уравнение RC-цепи

55 можно представить в следующем виде

U — „, - о,(р)+cp о,(p) или

u„

Ос Х1а

ВыРажению U (р) соответствует по1 люс р = -- кратности равной 2.

C !

Поэтому согласно теоремы разложения для случая кратных полюсов

0 (t) = —. te

U1 -t/õ с г

Момент сравнения такой зависимости от времени функции напряжения на конденсаторе kC-цепи с напряжением делимого, преобразованного в виде функции U е /1; где 0г - значение уровня напряжения делимого, с - постоянная времени изменения напряжения U в зависимости от времени, которая равна постоянной дифференцирующей времени RC-цепи, получим зависимость, соответствующую частному от деления напряжений, т.е.

u„ - /х

Фе = О е ; = С

Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из генератора прямоугольных импульсов 1, ключей 2, 3, дифференцирующих КС-цепей 4 и 5, согласующего каскада 6, интегрирующей цепи 7, элемента сравнения 8, логического элемента И 9.

Устройство работает следующим образом.

Входные напряжения U и U ïoступают на сигнальные входы соответствующих ключей, которые управляют» ся симметричными импульсами генератора 1.

Прямоугольное напряжение ключа поступает на вход дифференцирующей

КС-цепи 4, а прямоугольное напряжение ключа 2 поступает на вход дифференцирующей RC-цепи 5.

Выходными си гналами дифференци" рующих АС-цепей 4 и 5 являются напряжения, изменяющиеся во времени по экспоненциальному закону

0 ит/7 -ы

-т/гт Е

in+)T сии и t фиЬт. — хт-. -е к м 1) Г („) . г

5 943751

""с -Ис .. аи.ат

05 0 (Ь+1)т ц г

1+е

- yz-Е Е (in+1)T

ИСАИ t -(Ие-1)т, 6

Оу т е / т +—

КО х 9..1+Е / с

Напряжение генератора 1 и элемента сравнения 8 подаются соответственно на первый и второй входы элемента И с выхода которой снимаются импульсы, длительность которых соответствует

10 значению

Формула изобретения где =RC -постоянная времени цепей 4, 5;

Т вЂ” период следования импульсов напряжения; И= 1,2, 3,4..., О и О напряжения делимого и делителя.

Напряжение дифференцирующей аС-це- 5 пи 4 через согласующий каскад 6 по" ступает на вход интегрирующей цепи 7, с выхода которой снимается напряжение, изменяющееся во времени по следующему закону . го

О„т Е-т/2г

М КО 2 1+Е т/аг

Данный способ выгодно отличается от известного, так как позволяет. исключить погрешность интегрирования, обусловленную нелинейностью треуголь-, ного напряжения.

U К ит/г-trc

- с/ю (+-ит е -е с:(4+e . )

ОКте " . ит. 1/г

» | если ител» Ю "тт

- uÕК (Ь 1)т

@им)т .(„,е-т/ г) е " е

u are тl< (2ие 1)Т /г 30

f<(3+е ) уИ (1и 1)T (+ где К - коэффициент передачи согласующего каскада.

Выходные напряжения дифференцирую" щей ВС-цепи 9 и интегрирующей цепи 7 соответственно поступают на соответствующие входы элемента сравнения 8.

В результате сравнения этих напряжений с выхода элемента сравнения 8 снимается импульсное напряжение, передний фронт и срез импульсов которого во времени равны

И т Е т/и

У Т лил е т е т72с

Способ деления напряжений, заключающийся в сравнении напряжений, в фиксации и выделении временного интервала от начала цикла до момента сравнения, причем длительность временного интервала пропорциональна отношению напряжений делимого и дели- теля, о т л и ч а ю щ и " с я тем, что, с целью повышения точности, одновременно преобразуют во времени по экспоненциальному,закону напряжение делйтеля и напряжение делимого, преобразованное по экспоненциальному закону напряжение делителя интегрируют, результат интегрирования сравнивают с преобразованным по экспоненте напряжением делимого.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Герасименко В.ll., Харченко P.P.

Принципы построения аналоговых логаИ рифмических преобразователей. Автометрияне 1966. N 6.

2. Жилинскас P.-П.П. Измерители отношения, И., "Советское радио", 1975, с. 68 (прототип).

943751

ЬУ

l М

ВНИИРИ Заказ 5114/58 Тираж 731 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4