Времяимпульсное вычислительное устройство

 

ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее преобразователь напряжения в длительность импульса, вход которого является входом устройства, сглаживающий фильтр, выход которого является.выходом устройства , первый импульсно-управляемый делитель напряжения, содержащий первый ключ, вькод которого соединен с первым выходом первого масштабного резистора, второй выход которого соединен с первыми выходами второго масштабного резистора и первого сгла-; живающего конденсатора, второй выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, и второй импульсно-управляемый делитель напряжения, содержащий второй ключ, выход которого соединен с первым выходом третьего масштабного резистора, второй выход которого соединен с первыми выходами четвертого масштабного резистора и второго сглаживающего конденсатора, . второй выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, при этом выход источника опорного напряжения соединен с информационным входом второго ключа, управляющий вход которого соединен с прямым выходом преобразователя напряжения в длительность импульса, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности формирования синусной зависимости , устройство содержит пятый и (О шестой масштабные резисторы, третий и четвертый ключи вход устройства соединен с информационным входом первого ключа, вход сглаживающего фильтра через пятьм масштабный резистор соединен с информационнымвходом первого ключа, через третий ключ с вторым выходом второго масштабного со резистора, через шестой масштабный 00 резистор - с информационным входом ел второго ключа и через четвертый ключ ;о со с вторым выходом четвертого масштабного резистора, прямой выход преобразователя напряжения в длительность импульса соединен с управляющим входом первого ключа, инверсный выход с управляющими входами третьего и четвертого ключей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

69) (11) 4(51) G 06 G 7/22

ГОСУДЗ РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3651034/24-24 (22) 06.10.83 (46) 07.01.85. Бюл. 9 1 (72) И.В. Герасимов, О.В. Гришков, С.В. Костичев, Ю.Ф. Некрасов, Ю.И. Ро и Е.П. Угрюмов (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) и Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 535576, кл. G 06 С 7/22, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР

В 296119, кл. G 06 G 7/22, 1971 (прототип). (54)(57) ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее преобразователь напряжения в длительность импульса, вход которого является входом устройства, сглаживающий фильтр, выход которого является, выходом устройства, первый импульсно-управляемый делитель напряжения, содержащий первый ключ, выход которого соединен с первым выходом первого масштабного резистора, второй выход которого соединен с первыми выходами второго масштабного резистора и первого сгла-: живающего конденсатора, второй выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, и второй импульсно-управляемый делитель напряжения, содержащий второй ключ, выход которого соединен с первым выходом третьего масштабного резистора, второй выход которого соединен с первыми выходами четвертого масштабного резистора и второго сглаживающего конденсатора, второй выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, при этом выход источника опорного напряжения соединен с информационным входом второго ключа, управляющий вход которого соединен с прямым выходом греобразователя напряжения в длительность импульса, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности формирования синусной зависи- Е мости, устройство содержит пятый и шестой масштабные резисторы, третий и четвертый ключи, вход устройства соединен с информационным входом первого ключа, вход сглаживающего фильтра через пятый масштабный резистор соединен с информационным входом первого ключа, через третий ключ— с вторым выходом второго масштабного резистора, через шестой масштабный резистор — с информационным входом второго ключа и через четвертый ключ— с вторым выходом четвертого масштабного резистора, прямой выход преобразователя напряжения в длительность импульса соединен с управляющим входом первого ключа, инверсный выход - с управляющими входами третьего и :Ь четвертого ключей.

113359

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти также применение в информационно-измерительной технике.

Устройство воспроизводит зависимость

9 2 в цепь отрицательной обратной связи сглаживающего фильтра )2) .

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая точность воспроизведения синусной зависимости.

= К sin(- ° - ), 2 2Бо где К вЂ” коэффициент пропорциональности

U — опорное напряжение постоянноо

ro тока, причем 0 U U

U — входное напряжение. х

Известны аналогичные устройства, основанные на приближенном воспроизведении синусной зависимости средствами время-импульсного преобразования, одно из| которых содержит усредняющий фильтр на операционном усилителе, во входной цепи которого размещены конденсатор и управляемый переключатель, образующие совместно с масштабными резисторами импульсный делитель напряжения. В устройстве 25 реализован, наряду с оператором синусного преобразования, оператор усреднения (1) .

Однако данное устройство обладает низкой точностью преобразования как за счет значительной методической погрешности, так и за счет склонности усилителя к дрейфу нуля, а также из-за необходимости иметь большой коэффициент передачи фильтра.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, реализующее дробно-рациональную функцию второго порядка, которая может быть использована в ка- 40 честве приближения к синусной зависиМости с меньшей методической погрешностью. Устройство содержит сглаживающий фильтр на основе операционного усилителя постоянного тока, выход 45 которого является выходом устройства в целом, два идентичных импульсноуправляемых делителя напряжения, источник опорного напряжения, выход которого через первый импульсно-уп- 50 равляемый делитель подключен к входу сглаживающего фильтра, преобразователь напряжения в длительность импульса, вход которого является входом устройства, а прямой и инверсный вы- 55 ходы соединены с управляющими входами импульсно-управляемых делителей напряжения, вТорой из которых включен

Цель изобретения — повышение точности формирования синусной зависимости.

Поставленная цель достигается тем, что время-импульсное вычислительное устройство, содержащее преобразователь напряжения в длительность импульса, вход которого является входом устройства, сглаживающий фильтр, выход которого является входом устройства, первый импульсно-управляемый делитель напряжения, содержащий первый ключ, выход каждого соединен с первым выходом первого масштабного резистора, второй выход которого соединен с первыми выходами второго масштабного резистора и первого сглаживающего конденсатора, второй выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, и второй импульсно-управляемый делитель напряжения, содержащий второй ключ, выход которого соединен с первым выходом третьего масштабного резистора, второй выход которого соединен с первыми выходами четвертого масштабного резистора и второго сглаживающего конденсатора, второй выход которого сэединен с шиной нулевого потенциала, при этом выход источника опорного напряжения соединен с информационным входом второго ключа, управляющий вход которого соединен с прямым выходом преобразователя напряжения в длительность импульса, содержит пятый и шестой масштабные резисторы, третий и четвертый ключи, вход устройства соединен с информационным входом первого ключа, вход сглаживающего фильтра через пятый масштабный резистор соединен с информационным входом первого ключа, через третий ключ — с вторым выходом второго масштабного резистора, через шестой масштабный резистор— с информационным входом второго ключа и через четвертый ключ — с вторым выходом четвертого масштабного резистора,.прямой выход преобразователя напряжения в длительность импульса соединен с управляющим входом первого ключа, а инверсный выход — с мость выходного напряжения от входного.

На чертеже представлена функцио,нальная схема устройства.

Устройство содержит сглаживающий

Це=ООК2

10 фильтр 1, импульсно-управляемые делители 2 и 3 напряжения, содержащие ключи 4 и 5, масштабные резисторы 69, ключи 10 и 11, масштабные резисторы 12 и 13, сглаживающие конденсаторы 14 и 15, источник 16 опорного напряжения, преобразователь 17 напряжения в длительность импульса; вход

18 устройства, выход 19.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение постоянного тока U с помощью преобразователя 17 напряжения в длительность импульса преобразуется по линейному закону в периодическую последовательность прямоугольных импульсов с относительной длительностью

1 Х 30 где К вЂ” коэффициент пропорциональности, равный 1/Бп.

На инверсном выходе преобразователя 17 формируется IIIHN-сигнал с от-. носительной длительностью 8 = 1-Q.

Эти IIIHN-сигналы управляют средними значениями проводимостей импульсноуправляемых резисторов, представляющих собой последовательно соединенные ключ и резистор. Сглаживающие конгде К вЂ” коэффициент пропорциональФ ности;

G — проводимости соответствую1 щих масштабных резисторов.

На основании подобия этого выражения выражению

К,(x)=0,0002202 + 0,999567х +

1 162455х(1-х) 1 95041х (1-х) х+2,081254 х+2,081254 аппроксимирующему синусную функцию с погрешностью не вьппе 0,03Х в диапазоне изменения аргумента от нуля до одного выбираются значения проводимостей масштабных резисторов устройства.

Преимуществом предлагаемого устройства в сравнении с известным является более высокая точность синусного функционального преобразования вследствие использования в качестве приближения дробно-рациональной функции третьего порядка. Это определяет технико-экономический эффект от использования изобретения.

3 1133599 4 управляющими входами третьего и чет- денсаторы 14 и 15 обеспечивают развертого ключей. вязку.по переменному току соответстУстройство воспроизводит дробно- вующих импульсно-управляемых резисторациональную функцию третьего поряд- ров. Среднее значение выходного нака, которая с погрешностью не выше . пряжения равно

0,37 аппроксимирует синусную зависи1133599 Заказ 9948/40

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Г. Осипов

Редактор Т. Кугрышева Техред M.Ãåðãåëü Корректор И. Муска