Многоканальный коммутатор непрерывных сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (i)) 497731

Ваяй ьоитска формалистических

Рвсн|блин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 07,01.74 (21) 1988213/26-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.75. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 27.04.78 (51) М. КлР Н ОЗК 17/80

Государственный иом".òåò

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.3.078 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Я. Никулин и В. Н. IIIopoxos (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЪНЫЙ КОММУТАТОР НЕПРЕРЪ|ВНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известен многоканальный коммутатор непрерывных сигналов, содержащий кольцевой феррит-диодный счетчик, выполненный на двух ячейках для каждого канала, одна из которых подключена к входу канала через обмотку дифференцирующего трансформатора, запоминающий конденсатор, коммутирующие диоды и источники разнополярного напряжения.

Недостатком этих коммутаторов является получение только первой производной от сигнала по каждому коммутируемому каналу, что не обеспечивает достаточных запасов устойчивости и требуемые показатели качества системы автоматического регулирования.

Цель изобретения — получение вторых производных по каждому коммутируемому каналу и их суммирование с основными сигналами и их первыми производными при минимальном искажении коммутируемых сигналов.

Указанная цель достигается за счет того, что многоканальный коммутатор содержит дополнительно ячейку в каждом канале, трансформатор по второй производной и конденсатор, который первой обкладкой соединен с положительным и отрицательным полюсами двух дополнительных источников питания, а второй обкладкой через вторичную обмотку трансформатора по первой производной соединен с началом и концом двух обмоток дополнительных ячеек каждого канала, концы и начала которых через коммутирующие диоды соединены соответственно с отрицательным и положительным полюсами этих же дополнительных источников; вторая же обкладка конденсатора через первичную обмотку трансформатора по второй производной и

10 другую вторичную обмотку трансформатора по первой производной соединена с началом и концом двух обмоток каждой ячейки каналов, концы и начала которых через коммутирующие диоды соединены соответственно с отрицательным и положительным полюсами тех же источников; вторичная обмотка трансформатора по второй производной соединена последовательно и согласно с вторичными обмотками всех днфференцирующих трансфор20 маторов и выходного трансформатора и они подключены к выходу коммутатора.

На чертеже представлена принципиальная схема многоканального коммутатора.

Устройство содержит первые ячейки l i — 1е

25 ... 1 регистра сдвига с первого по и каналов, вторые ячейки 2> — 2 ... 2„регистра сдвига с первого по и каналов, дополнительные ячейки

31 — 3>, ... 3 регистра сдвига с первого по и каналов, дифференцирующие трансформато30 ры 4> — 4, коммутирующие диоды 5i — 5д2, за497731

55 б0

65 помийающий конденсатор 6, выходной трансформатор 7, трансформатор 8 по второй производной, трансформатор 9 по первой производной, дополнительный запоминающий конденсатор 10, источники 11 — 14 постоянного напряжения, дополнительные идентичные источники 15 — 16 постоянного напряжения.

Многоканальный коммутатор непрерывных сигналов работает следующим образом.

При отсутствии в канале непрерывного входного сигнала в моменты времени, соответствующие последовательному срабатыванию первой 1ь 1>, ... 1„, второй 2ь 2>, ... 2„и дополнительной Зь 3, ... З„ячеек каждого коммутируемого канала, на выходных обмотках этих ячеек наводятся импульсы напряжений, равные по величине и противоположные по знаку. Таким образом, приращения импульсных напряжений, последовательно прикладываемых к обкладкам запоминающих конденсаторов 6 и 10 и к первичной обмотке выходного трансформатора 7 равны нулю и сигнал на выходе коммутатора отсутствует.

Если в канале появляется непрерывный сигнал, то в дискретный момент времени, соответствующий срабатыванию первой ячейки данного канала, одно из приращений импульсного напряжения увеличивается, а другое уменьшается в зависимости от полярности входного сигнала на величину, равную амплитудному значению непрерывного входного сигнала. В результате конденсатор 6 заряжается до амплитудного значения входного сигнала, соответствующего данному моменту времени, и это напряжение запоминается конденсатором 6. С приходом следующего тактового импульса срабатывает вторая ячейка данного канала. В момент срабатывания одно из приращений импульсного напряжения, формируемых в цепях с выходными обмотками вторых ячеек увеличивается, а другое уменьшается в зависимости от полярности входного сигнала на величину, равную амплитудному значению входного сигнала. К запоминающему конденсатору 6 прикладывается разность приращений, причем эта разность отличается от напряжения на конденсаторе на величину первой разности дискретного входного сигнала.

Следовательно, происходит перезаряд конденсатора 6 и на вторичной обмотке трансформатора 9 по первой производной наводится ЭДС, величина которой пропорциональна первой разности дискретных значений входного сигнала в данный момент времени. Соответствующие значения напряжения на конденсаторах

6 и 10 запоминаются до момента срабатывания дополнительной ячейки 3 этого канала.

С приходом следующего тактового импульса срабатывает дополнительная ячейка коммутируемого канала. При этом происходит формирование следующих сигналов: — во-первых, к первичной обмотке выходного трансформатора 7 прикладывается напряжение, равное амплитудному значению входного сигнала в данный момент времени;

Зо

50 — во-вторых, к обкладкам запоминающего конденсатора 6 прикладывается напряжение, отличающееся от запомненного на нем на величину первой разности входного сигнала, и в результате перезаряда конденсатора 6 на вторичной обмотке дифференцирующего трансформатора 4 — и этого канала наводится

ЭДС, величина которой пропорциональна первой разности дискретных значений данного входного сигнала; — в-третьих, при перезаряде конденсатора

6 во второй вторичной обмотке трансформатора 9 по первой производной наводится ЭДС, соответствующая первой разности от входного сигнала для данного момента времени, величина которой через выходные обмотки дополнительных ячеек и открытые коммутирующие диоды 5ц и 5io прикладывается к обкладкам конденсатора 10, это вызывает перезаряд его на величину, соответствующую второй разности от входного сигнала по цепи, в которой включена первичная обмотка трансформатора 8 по второй производной, и приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке трансформатора 8, величина которой пропорциональна второй разности от входного сигнала.

Так как вторичные обмотки всех дифференцирующих трансформаторов 4i — 4, трансформатора 8 по второй производной и выходного трансформатора 7 включены последовательно и согласно, то, следовательно, в момент срабатывания дополнительной ячейки каждого канала с выхода коммутатора снимается дискретный сигнал, величина которого пропорциональна основному сигналу (вторичная обмотка выходного трансформатора 7), его первой производной (вторичная обмотка дифференцирующего трансформатора 4> — 4 ) и второй производной (вторичная обмотка трансформатора 8 по второй производной).

С приходом следующего тактового импульса срабатывает первая ячейка следующего канала и происходит перезаряд запоминающего конденсатора 6, до амплитудного значения входного сигнала этого канала, и т. д.

Таким образом, в результате последовательного срабатывания ячеек регистра сдвига с выхода многоканального коммутатора снимается последовательность амплитудно-модулированных импульсов, описываемых уравнением вида и

Кых — Х Рв„, +k,Uâ,, +k,u,„,, Е=1 т. е. по каждому из каналов, помимо основноЭ Э

ГО сигнала вх вводится его первая вх и вторая U,.i производная (кь к и <з коэффициенты передачи для соответствующих составляющих выходного сигнала) .

Необходимо выбирать амплитуду коммутирующих импульсов и напряжения источников таким образом, чтобы разность этих напряжений обеспечивала работу коммутирующих диодов на линейном участке характеристики.

497731

II

1 I 1

1 1

7б

Это позволяет использовать предлагаемое устройство для преобразования и коммутации слабых сигналов, а также для получения первых и вторых производных от этих сигналов, что дает ему значительные преимущества перед другими устройствами, решающими данную задачу.

Предмет изобретения

Многоканальный коммутатор непрерывных сигналов, содержащий кольцевой феррит-диодный счетчик, выполненный на двух ячейках для каждого канала, одна из которых подключена к входу канала через обмотку дифференцирующего трансформатора, запоминающий конденсатор, коммутирующие диоды и источники разнополярного напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения вторых производных сигнала по каждому коммутируемому каналу и суммирования их с основными сигналами и их первыми производными при минимальном искажении коммутируемых сигналов, содержит дополнительно ячейку в каждом канале, трансформатор по второй производной и конденсатор, который первой обкладкой соединен с положительным и отрицательны vI полюсами двух дополнительных источников питания, а второй обкладкой через вторичную обмотку трансформатора по первой производной соединен с началом и концом двух обмоток дополнительных ячеек каждого канала, концы и начала которых через коммутирующие диоды соединены соответственно

10 с отрицательным и положительным полюсами этих же дополнительных источников; вторая же обкладка конденсатора через первичную обмотку трансформатора по второй производной и другую вторичную обмотку трансформа15 тора по первой производной соединена с началом и концом двух обмоток каждой ячейки каналов, концы и начала которых через коммутирующие диоды соединены соответственно с отрицательным и положительным полю20 сами тех же источников; вторичная обмотка трансформатора по второй производной соединена последовательно и согласно с вторичными обмотками всех дифференцирующих трансформаторов и выходного трансформато25 ра и они подключены к выходу коммутатора.