Мостовое множительно-делительное устройство для широтномодулированных величин

 

ОПИС

ИЗОБР

К АВТОРСКОМ (61) Дополнительн (22) Заявлено 11.05 с присоединением

G 06 Q 7/161

Геерврвтееевме евветет

Веввте Мееевтевв 6(Ot ее 4вееа еэввеетееее е етеемтей (23) Приоритет (43) Опубликовано (45) Дата опублиы (М) УДК 681. 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.П.Угрюмов и И. В, Герасимов

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) МОСТОВОЕ МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ШИРОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ ВЕЛИЧИН

1

Изобретение относится к области аналоговой и комбинированной вычислительной техники и может быть применено в информационно-вычислительнЬ1х и удравляющих системах, обрабатывающих широтно-импульсную информацию, а также в ряде других систем.

Известны устройства для обработки широтно-модулированных величин (1, (2f.

Однако эти устройства для точного выполнения операции умножения требуют стабилизированного опорного напряжения.

Наиболее близким техническим ре- l5 шением к изобретению является мостовое мнсжительно-делительное устройст во дл я широтно-модулиров анных величин, содержащее уравновешенный мост, в плечи которого включены последова- ЯО тел ьно соединенные однополюсный ключ и постоянный резистор. Управляющие входы ключей первого, второго и третьего плеч моста являются входами устройства. Первая вершина моста под- 26 ключена к источнику опорного напряжения, вторая и четвертая вершины моста через сглаживающий конденсатор, а третья непосредственно соединены с шиной нулевого потенциала. Вторая и четвертая вершины подключены ко ходам дифференциального усилителя, вы- ход которого через широтно-импульсный модулятор подключен к выходу устройства и управляющему входу ключа четвертого плеча моста.

Недостатками этого устройства являются невозможность получения третьей степени результата множительноделительной операции и невысокая точность.

Целью изобретения является устра" нение этих недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном устройстве между второй и третьей вершинами моста включены резистор и цепочка, состоящая из двух последовательно соединенных резисторов и однополюсного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора. Общий вывод резисторов через сглаживающий конденсатор соединен с общей шиной устройства, На чертеже дана схема устройства.

Устройство содержит уравновешенный мост, в плечи которого включены импульсно-управляемые резисторы 1-4, состоящие из последовательно соединенных однополюсного ключа и посто579627

1S у х (2) цд дд дч янного резистора, источник опорного напряжения 5, сглаживающие конденсаторы 6-8, дифференциальный усилитель 9, широтно-импульсный модулятор 10 и дополнительную цепочку, состоящую из двух последовательно соединенных резисторов 11, 12 и однополюсного ключа 13, и резистор 14..

Предлагаемое устройство позволяет вырабатывать широтно-модулированный сигнал (ШИМ-сигнал) с относительной длительностью 88ь,„, Равной

2 где Вд, 8 и Оэ — относительные длительности входных ШИМ-сигналов.

Принцип расширения класса решаемых задач устройства и повышения точности ныполнения им множительно-делительной операции состоит в следующем.

Можно показать, что для функции справедливо приближение с приведенной погрешностью, не превышающей 0,15% вида = 1Ь и 8,86220 0,25752 Хв

О, 14 7 88 (Э) где 0,1 ñÕ 4 1.

Если предположить, что Х = 8 (B— относительная длительность ШИМ-сигнала), а Ц = К& (8) (6(8)- среднее значение проводимости двухполюсника, К вЂ” коэффициент пропорциональности то нетрудно записать для выражения (3) моделирующее .выражение в виде

0(9) = 0,269%+0,25750+0(5928

8++0t2lL98 где К=1.

Из этого выражения видно, что двухполюсник, среднее значение проводимости которого удовлетворяет условию (4), состоит иэ трех параллельно включенных двухполюсников: резистора, импульсно-управляемой проводимости и последовательно соединенных рези- Ю стора и импульсно-управляемой проводимости. Последнее определяет состав четвертого плеча моста. Поскольку статическая функциональная характеристика уравновешенного моста имеет 55 вид где 0 д, Gö, G„, и Оду - средние значения проводимостей соответстненно первого, второго, третьего и четвертого плеч моста, тс с учетом выражения (4) и линейной зависимости средних значений проводимостей первого, второго и третьегo плеч моста от управляющих

ШИМ-сигналов получим уравнение баланса мостовой схеьы

81 е Ç = á à Û 2691 0l 2575 8 . +

О, S 9 2 S — —" — — ° e,1) 9

В, „+0,И99

Отсюда непосредственно следует, что (с д ) 2 т.е. действительно воспроизводится зависимость вида (1), если назначить параметры схемы по соотношениям Gi = G> = G э G — Л- =0 269ll — - -=0 5928 q — - 0 2575i

l 1

= г,з7б, где G-«&

G g H Ьн — проводимости резисторов

14, 11

&7 — проводимость резистора 12.

Устройство работает следующим образом.

На управляющие входы резисторов

1- 3 поступают входные ШИМ- си гналы с относительными длительностями 81,8 и 85 . Выходной ШИМ-сигнал с относительной длительностью 96ь,„ УпРавлЯет резисторами 4 и 12 в четвертом плече моста. При достаточно большой емкости конденсаторов 6-8 обеспечивается развязка плеч моста и резистора 11 с последовательно соединенными резистором 12 и ключом 13, что дает воэможностьь счит ат ь средние з начени я импульсно-управляемых резисторов пропорциональными относительным длительностям управляющих ШИМ-сигналов. При этом изменение длительностей управляющих ШИМ-,сигналов. приводит к пропорциональному изменению пронодимостей первого, второго" и:.третьего плеч моста, что вызывает иэменение потенциалов по постоянному току н точках подключения конденсаторов 7 и 6. Дифференциальный оПерационный усилитель постоянного тока, включенный в диагональ моста, выделяет и усиливает разность потенциалов на этих конденсаторах. В другую диагональ моста включен источник опорного напряжения 5. Выходное напряжение усилителя с помощью, модулятора 10 преобразуется в ШИМ вЂ” сигнал с относительной длительностью 8 g„ „, который поступает на управляющие входы ключей управляемого резистора 4, ключа 13 четвертого плеча моста, обеспечивая автоматическое сведение его баланса, т. е. выравнивание постоянных состанляющих потенциалов на входах усили579627

Формула изобретения

Составитель Л.Сниьщикова

Редакта Л.утехнна Тех Н. ЛндРенчук Ко Нектар Е.папп

Заказ 4397/46 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113033 Манана Х-33 Ра скан наа. a° . 4/3

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 т ... 9. Таким образом, в установивш мся состоянии схемы уравнивается баланс моста (5), а значение выходной величины подчиняется уравнению (1) .

Мостовое множительно-делител ьное устройство для широтно-модулированных величин, содержащее уравновешенный мост, в плечи которого включены последовательно соединенные однополюсный ключ и постоянный резистор, управляющие входы ключей первого, второго и третьего плеч моста являются входами устройства, первая вершина моста подключена к источнику опорного напряжения, вторая и четвертая вершины моста через сглаживающий конденсатор, а третья непосредственно соединены с шиной нулевого потенциала, вторая и четвертая вершины подключены ко входам дифференциального усилителя, выход которого через широтно-импульсный модулятор подключен к выходу устройства и управляющему входу ключа четвертого плеча моста, о т л и ч а ю5 щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства и расширения класса решаемых задач, между второй и третьей вершинами моста включены резистор и цепочка, сос10 тоящая иэ двух последовательно соединенных резисторов и однополюсного ключа, управляющий вход которого соединен с выходсм широтно-импульсного модулятора, а общий вывод резисторов через сглаживающий конденсатор соединен. с общей шиной устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В. Б., Угрюмов Е. П. Вре20 мя-импульсные вычислительные устройства. Л., Энергия, 1968 .

2. Авторское свидетельство СССР

9 260290, кл. & 06 G 7/161, 1968.