Импульсное множительное устройство

 

| ,1 1

ОП ИСАНие

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11>428535

Союз Совотсних

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства 253449 (22) Заявлено 19.1:1.71 (21) 1716048/26-9 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15,05.74. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.02.75 (51) М. Кл. Н 03k 3/72

Н 03k 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335.513 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Ю. Я. Никулин (54) ИМПУЛЬСНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам, используемьв| в области автоматики, телемеханики, вычислительной техники, в адаптивных и инвариантных системах автоматического управлсния.

По основному авт. св. № 253449 известно импульсное множительное устройство.

Однако применение в известном устройстве RC-фильтра в цепи компенсации вносит запаздывание по фазе и не позволяет сохранять высокую точность множительного устройства при расширении частотного диапазона в область высоких частот.

С целью повышения точности и расширения частотного диапазона в предлагаемом устройстве каждая из первичных обмоток вы ходного трансформатора соединена через резистор с двумя последовательно включенными между собою ключами, управляющие входы которых через трансформаторы соединены соответственно с выходами первой и второй логических ячеек «И», первые и вторые входы обеих логических ячеек «И» через эмиттерные повторители связаны с выходом соответственно второго и первого триггеров со счетным входом, при этом счетный вход второго триггера подключен к выходу первого триггера, точки соединения ключей через конденсаторы соединены с нулевой шиной питания, а выходы вторых ключей подключены к первичным обмоткам дифференцирующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена последовательно и согласно со вторичной обмоткой выходного трансформатора.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого множительного устройства.

Выходная клемма генератора 1 отрицательных запускающих импульсов через конденсатор 2 подключена к широтно-импульсному модулятору 8 (ШИМ), содержащему транзисторы 4 —,7, триггер на транзисторах

8 и 9 и эмиттерный повторитель 10 íà транзисторе, в эмиттер которого включен трансформатор 11. Выходные обмотки последнего связаны с управляющими входами ключей

l2 и 18, собранных на транзисторах 14 — 17, входы кл|очей соединены с клеммами 18 источника одного из перемножаемых напряжений, а выходы ключей 12 и 18 подключены соответственно к двум встречно-включенным первичным обмоткам выходного трансформатора 19. Начало одной из вторичных обмоток

25 тра нсформатора 19 подключено ко входу ключа 20, собранного на транзисторах 21 и

22. Выход ключа 20 через RC-фильтр на резисторе 23 и конденсаторе 24 подключен к управляющему входу широтно-импульсного модулятора 3. Другая вторичная обмотка трансформатора 19 подключена ко входу

428535 ключа 25, собранного на транзисторах 26 и

27. Выход этого ключа через сглаживающий

RC-фильтр на резисторе 28 и конденсаторе

29 подключен к выходу множительного устройства.

Источник 80 второго перемножаемого сигнала U„через ключ 31, собранный на транзисторах 82 н 88, подключен к управляющему входу ШИМ 8.

Выход генератора 1 запускающих импуль сов через конденсатор 84 подключен к счетному входу первого триггера 35, собранного на транзисторах 86 и 87; к одному из выходов триггера (коллектор транзистора 86) через резистор 88 подключена база эмиттерного повторителя на транзисторе 89, в эмиттер которого включен трансформатор 40, а также через конденсатор 41 подключен счетный вход второго триггера 42, собранного на транзисторах 43 и 44 с эмиттерным повторителем 45. Управляющие входы ключей 20, 25, 31, а такхке первые входы 46 и 47 первой и второй логических ячеек «И» 48 и 49 соответственно соединены с соответствующими вторичными обмотками трансформатора 40.

Вторичные входы 50 и 51 логических ячеек

«И» 48 и 49 соединены с соответствующими вторичными обмотками транаформатора 52, первичная обмотка которого через эмиттерный повторитель на транзисторе 45 связана с выходом второго триггера 42 со счетным входом.

Управляющие входы 58 и 54 ключей 55 и

56, собранных на транзисторах 57 — 58 и 59—

60, соединены с соответствующими вторичными обмотками трансформатора 61, первичная обмотка которого подключена к выходу первой логической ячейки 48. Управляющие входы 62 и 68 ключей 64 и 65, собранных на транзисторах 66 — 67 и 68 — 69, соединены с соответствующими вторичными обмотками трансформатора 70, первичная обмотка которого подключена к выходу второй логической ячейки 49, Первичные обмогки выходного трансформатора 19 через резисторы 71 и 72 и соответственно через ключи 55 и 56 подключены к запоминающим конденсаторам 73 и 74, которые соответственно через ключи

64 и 65 подключены к началам первичных обмоток дифференцирующего трансформатора 75. Конец вторичной обмотки трансформатора 19 заземлен через вторичную обмотку 76 дифференцирующего трансформатора 75.

Работа импульсного множительного устройства состоит из двух чередующихся циклов: перемножения сигналов; автоматической компенсации дрейфа нулевого уровня. Пр ичем дополнительно в циклы компенсации формируется и вводится в цепь компенсации сигнал, пропорциональный производной напряжения дрейфа нуля для устранения запаздывания по фазе на высоких частотах в этой цепи.

Зо

65 Разделение на циклы происходит с помощью триггера 85, перебрасываемого отрицательными запускающими импульсами и управляющего по счетному входу триггером 42 и через эмиттерпый повторитель 89 электронными ключами 20, 25, 81 и логическими ячейками 48 — 49.

При работе в режиме перемножения ключи 25 и 81 открыты, а ключи 20, 55 и 56, 64 и

65 закрыты, что обеспечивает разрыв цепи компенсации (ключ 20) и разрыв цепи формирования производной напряжения дрейфа нуля (ключи 55 и 56). Один из перемножаемых си гнало в U, через ключ 31 подается на вход широтно-импульсного модулятора 8, а сигнал Ь „через ключ 12 на начало одной из первичных обмоток трансформатора 19 и через ключ 18 — на конец другой первичной обмотки. Ключи 12 и 18 поочередно, в течение периода следования импульсов запуска, открываются широтно-импульсным модулятором через эмиттерный повторитель 10 и трансформатор (1. При отсутствии сигнала U, вре мя поочередного открытия ключей 12 и 13 равно полупериоду следования импульсов запуска. При подаче положительного напряжения

U,. время открытия ключа 12 увеличивается, а ключа 13 соответственно уменьшается пропорционально величине сигнала U, Прн подаче отрицательного напряжения U,. происходит обратное явление.

Таким образом, при наличии напряжений

Ь,- и U, íà выходе трансформатора 19 получается,разнополя!рная по следовательность импульсов, амплитуда которых пропорциональна величине напряжения U„, а их ширина пропорциональна величине напряжения U, Фильтр на резисторе 28 и конденсаторе 29 выделяет постоянную составляющую этих импульсов, которая пропорциональна произведению напряжений U,. и U .При работе в режиме автоматической компенсации ключи 25 и 81 закрываются (сигнал U,- и выход ИМУ отключается) и открываются ключ 20 и ключи 55, 56, так как на входы 41 и 47 логической ячейки 48 поступают сигналы отрицательной полярности с выходов эмиттерных повторителей 89 и 45.

При этом напряжение сигнала 0 поочередно квантуется ключами 12 и 13 и поступает на соответствующие первичные обмотки трансформатора 19 и через резисторы 71 и 72 и ключи 55 и 56 на запоминающие конденсаторы 73 и 74. Разнополярное импульсное напряжение со вторичной обмотки трансформатора

19 через открытый ключ 20 поступает на вход

RC-фильтра на резисторе 28 и конденсаторе

24, где в ы дел я ется постоя н н а я сост а вл я юща я пропорциональная сигналу несимметрии,,Представление дрейфа нуля напряжением в запоминающих конденсаторах 78 и 74 обеспечивается за счет больших постоянных времени заряда этих конденсаторов, т. е. введением в цепи заряда резисторов 71 и 72.

428535

В последующий цикл компенсации открываются ключ 20 и ключи 64 и 65, так как на входы 47 и 51 логической ячейки 49 поступают сигналы отрицательной полярности с выходов эмиттерных повторителей 89 и 45, управляемые триггерами 85 и 42. Открывание ключей 64 и 65 обеспечивает сравнение амплитуд пых значений напряжения дрейфа нуля ШИМ с запоминающих конденсаторов 78 и 74 за счет их подключения к началам первичных оомоток 77 и 78 дифференцирующего трансформатора 75. На вторичной обмотке 76 трансформатора 75 наводится э. д. с., пропорциональная производной сигнала дрейфа пуля, которая суммируется с э. д. с., пропорциональной сигналу дрейфа нуля, и поступает на

RC-фильтр.

Таким образом, в нечетные циклы компенсации осуществляется формирование производной от напряжения дрейфа нуля, а в четные циклы компенсации — введение и суммирование ее с составляющей, пропорциональной напряжению дрейфа нуля.

В случае наличия несимметрии ШИМ, ключей 12 и 18 или первичных обмоток трансфор матора 19 выделяется сигнал, пропорциональный сигналу компенсации и производной от сигнала дрейфа нуля, который, поступая на вход широтно-импульсного модулятора, сводит влияние этих отклонений на точность перемножения сигналов к нулю.

Следовательно, введение производной от напряжения дрейфа нуля ШИМ позволяет устранить завал амплитудно-частотной характеристики в области высоких частот при высокой точности перемножения знакопеременных сигналов ИМУ, т. е. обеспечить компенсацию запаздывания по фазе, вносимое сглаживающим RC-фильтром. о Предмет изобретения

Импульсное множительное устройство по авт. св. ¹ 253449, отличающееся тем, что, с целью повь шения точности и расширения частотного диапазона, в нем каждая нз первичных обмоток выходного трансформатора соединена через резистор с двумя последовательно включенными между собою ключами, управляющие входы которых через трансформаторы соединены соответственно с выходамн первой и второй логических ячеек «И», первые и вторые входы обеих логических ячеек

«И» через эмнттерные повторители связаны с выходом соответственно второго и первого триггеров со счетным входом, при этом счетный вход второго триггера подключен к выходу первого триггера, точки соединения клю чей через конденсаторы соединены с нулевой шиной питания, а выходы вторых ключей подключены к первичным обмоткам дифференцирующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена последовательно и согласно со вторичной обмоткой выходного трансформатора.

428535

Ф2

51

Составитель Е, Ковалева

Техред 3. Тараненко

Корректор И. Симкина

Редактор Т. Морозова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 771/76 Изд, № 1630 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб,, д, 4/5