Функциональный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

335698

Сове Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27.VII.1970 (№ 1471743/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11ЛЧ.1972, Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 18.V.1972

М. Кл. G 06g 7/26

Комитет по цепам изабретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.335.813

Автор изобретения А. A. Каралюс

Заявитель Карагандинский научно-исследовательский проектно-конструкторский и экспериментальный институт «Гипроуглегормаш»

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Предлагаемый, преобразователь относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть применен при построении время-импульсных вычислительных устройств.

Известны функциональные преобр азователи, содержащие генератор импульсных на пряжений специальной формы, ключевые элементы и блок синхронизации. Однако такие преобразователи имеют относительно малое быстродействие за счет применения сглаживающих фильтров.

В предлагаемом функциональном преобразователе эти недостатки исключены за счет введения магнитного сердечника с тремя обмотками.

Предлагаемый преобразователь вьополняет математические операции, соответствующие за висимостям

Ох=F (Ux) (I)

Ох — — F (Ox) (II) тде О,— периодически повторяющиеся временные интервалы моделируемой фу,нкции;

Ux — преобразуемое постоянное или периодически изменяющееся на пряжение аргумента Х;

Ox — периодически повторяющиеся временные интервалы преобразуемого напряжения артумента Х, без применения сглаживающих фильтров. Соответственно его инерционность точно равна длине периода синхроним пульсов. Применение в предлагаемом функциональном преобразо5 вателе (ФП) третьей обмотки, осуществляющей разрыв цепи обмотки, перемагничивающей сердечник, в момент его насыщения, обеспечивает высокую крутизну и стабильность заднего фронта формируемого ФП выходного

10 импульса. Это приводит к повышению точности прео. бр азования.

На черт еже приведена принципиальная схема предлагаемого функционального .преобра.зователя.

15 Он состоит из замкнутого матнитопровода 1 с тремя обмотками 2 — 4, двух ключевь;х транзисторов 5 и б с ре зисторами 7 — 9 в базовых цепях блока синхронизации (БС) 10, генератора импульсного напряжения специальной

20 формы (ГСН) 11 и диода 12.

Если выполняется математическая о пер ация, описываемая выражением (1), то на выходной зажим обмотки 2 подается преобра25 зуемое напряжение Ux. При этом на входные зажимы резисторов 7 и 8 подаются в прогивофазе два переменных напряжения прямоугольной формы, генерируемые блоком синхронизации. Поэтому транзисторы 5 и б GT30 крыты в течение разны i полуперподов спн ipO335698

Т)2

Т)2

50 импульсов, причем в течение первого полупериода осуществляется запись среднего:значения преобразуемого напряжения Ux, равного

Т/2

Ux — — К, Ux о где Кд — масштабный коэффициент, а в течение второго полупериода — считывание информации, так как обмотки 2 и 8 включены встречно. В связи с тем, что во время считывания к обмотке 8 приложено напряжение

ГСН U,(t) справедливо равенство

8g

ux=Z,(U,(t)Ë, (III) о где К2 — масштабный коэф фициент.

При этом требуемая связь между моделируемой функцией F(Ux) и законом изменения импульсного напряжения специальной формы

U,(t), обеспечивающей моделирующую характеристику ФП, получается путем деференцирования интеграла (III) по его верхнему пределу О,. ((1 d F — 1(8 ) (IV)

К d8

Так как .при достаточно медленном изменении Ux(t) и соответствующем выборе значения масштабного коэффициента К

Ux = Ux = F — I(H,), выражение (IV) справедливо при выполнении неравенства

Ux — К, (Ux(t)at(K, f U,(t)®t, о о обеспечивающето насыщение сердечника 1 во втором полупериоде. Насыщенному состоянию сердечника 1 соответствует ничтожно малое индуктивное сопротивление обмотки 8, поэтому для ограничения коллекторного тока транзистора б необходимо включить последовательно в IIBIIb о бмотки 8 ограничивающее сопротивление. Величина этого сопротивления должна быть значительно меньше индуктивного сопротивления обмотки 8 при ненасыщенном сердечнике, так как только в этом случае обеспечивается достаточно точное вьгполнение операции интегрирования (111). Однако это требование приводит к нежелательному возрастанию мощности, потребляемой ФП и выходной мощности ГСН.

В предлагаемом ФП этот недостаток преодолен включением обмотки 4 в базовую цепь

Зо

35 транзистора б. В течение второго полупериода при ненасыщенном сердечнике 1 в обмотке 4 наводится э.,д.с., запирающая диод 12, и к базе транзистора б прилагается «минусовое» напряжение БС. При насыщении сердечника 1 исчезает э.д.с., запирающая диод 12, и,напряжением смещения U,M .закрывается транзистор б.

Очевидно, что применение обмотки 4 для закрытия транзистора б при насыщении сердечника исключает необходимость в ограничивающем сопротивлении, что значительно уменьшает мощность,.потребляемую ФП и выходную мощность ГПС.

Одновременно улучшается крутизна заднего фронта импульса, формируемого транзистором б, и снижаются требования к форме гистерезистной петли сердечника 1.

Если выполняется математическая операция, описываемая выражением (II), ïðåîáðàзуемое на пряжение Ux подается на базу транзистора 5 (цепь изображена штриховой линией на чертеже), а ко входному зажиму обмотки 2 подключается стабилизированное напряжение. При этом транзистор 5 в открытом состоянии находится только в течение времени, определяемого длительностью импульса преобразуемого напряжения.

Предлагаемый ФП может быть применен и для преобразования переменного напряжения. В этом .случае БС должен формировать прямоугольные импульсы той же частоты, что и преобразуемое напряжение.

Предмет изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов и ключевые транзисторы, базы которых через резисторы подключены к блоку синхронизации, отличаюи1ийся тем, что, с целью ловьгшения быстродействия и точности преобразования, он содержит магнитный сердечник с тремя обмотками, одна из которых включена между входной клеммой преобразователя и коллектором первого ключевого транзистора, вторая между генератором импульсов и коллектором второго ключевого транзистора, а третья обмотка одним концом подключена к выходной клемме и через дополнительно введенные последовательно соединенные диод и резистор к базе второго ключевого транзистора, а другим —:к шине смещения.

335698

ЮкаЮ Ф вЂ” —" г

1

+4и

Составитель И. Шелипова

Редактор Л. Утехина

Техред Т. Курилко

Корректор Е. Усова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1295/16 Изд. № 466 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5