Устройство для умножения модулированных по длительности импульсов на аналоговый сигнал

 

СОФоз Cojelaae

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДИТВЛЬСТВУ (61) Дополяительяое к авт. свид-ву (и), бО 1 702

2 (53) М. Кл, 9 06 G 7/161 (22) Заявлено10.10.75 (21) 2180441724 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Гееударетаенвй таефщт

Фата Мввтрее CCN

69 Дамм 1396p_#_NNI и вткрытмФ (43) Опубликовано05.04.78.6толлетаиь М13 (46) Дата опубликования описания 11.03.78 (53) УДК 681.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В. Кирсанов, Е. Н. Кисин, B. Л. Похваленский и В. Г. Языков

Московский ордеиФ Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (Т1) Заявитель

-(54) УСТИЭЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ МОДУЛИРОВАННЫХ

ПО ЙЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ НА АНАЛОГОВЫЙ

СИГНАЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в четы» рехквадратных время-импульсных множ ительных устройствах, Известно время-импульсное множитель» а ное устройство, содержащее оцерапионныв усилители, ключевые схемы, релейный элемент и генератор пилообразного напряжения.

Конструкция этого устройства достаточно громоздка, требует дополнительного источ )9. ника напряжении, а дрейф нуля двух последовательно соединенных операционных усилителей и неизбежные при реализации ошибки в коэффициентах усиления нх снижают точность устройства 1 М

Известно также множительное устройство, содержащее операционный усилитель, инвертируюший вход которого через резистор соединен с неинвертирующим входом, ключ, 39 вход которого соединен с шиной одного из двух перемножаемых сигналов, первый выход связан с шиной,нулевого потенциала, второй выход соединен с неинвертирующим входом, а анна второго перемножаемого 35 сигнала соединена с инвертируюшнм входом усилителя (2).

Однако в этом устройстве из за наличия резистора, связывающего неинвертирую щий и инвертируюший. входы усилителя, при замыкании ключа происходит изменение входного сопротивления усилителя, Это приводит к появлению на выходе усилителя I дополнительного напряжения, являющегося в данном случае погрешностью перемножения.

За счет этаго снижается точность множительного устройства. Попытка уменьшить эту погрешность приводит к уменьшению сощютивления резистора, объединяющего входы усилителя, что вызывает при замкнутом ключа существенное снижение входного сопротивления усилителя, Прототипом предлагаемого изобретения является устройство для умножения модулированных по длительности импульсов на аналоговый сигнал, содержащее операционный усилитель с фильтром в пепи отрицательной обратной связи и переключатель, управляющий и первый информационный входы которого являются соответственно им6О17О2 (живых в

Х(р) е(.р)-е е(р)-е. — =0

М, e+

=О.

6 е =е, 3 нульсным и аналоговым входами устройства, а выход подключен через первый масштабный резистор к инвертируюшему: входу операционного усилителя, подсоединенного неинвентируюшим входом через первый компенсирующий резистор к шине нулевого потенциала 3), Введение второго операционного усилителя для инвертирования аналогового сигнала и второго переключателя, необходимых для работы этого устройства, излишне усложняет.схему устройства, Целью настоящего изобретения является упрощение устройства для умножения модулированных по длительности импульсов на аналоговый сигнал. l0

Для этого устройство содержит второй компенсирующий резистор, который включен между выходом переключателя и шиной нулевого потенциала, и второй масштабный резистор, включенный между неинвертирующим входом операционного усилителя и первым информационным входом переключателя, второй информационный Вход которого соединен с инвертируюшим входом ьперацион1 ного усилителя, М

Сущность изобретения поясняется: чертежом, на котором приведена принципиальная электрическая схема устройства. Схема устройства содержит переключатель 1 с одним управляющим и двумя информацион- 30 ными входами, операционный усилитель 2 с фильтром 3 в цепи отрицательной обратной связи и масштабные резисторы 4, 5 и компенсирующие резисторы 6 и 7, Информационный вход переюпочателя- 1, Ж нормально-замкнутый с его выходом, обьединен с инвертируюшим входом операционного усилителя 2; имекнцего фильтр 3 в цепи отрицательной обратной связи и резистором 4, другой вывод которого соединен,40 с выходом переключателя 1 и .резистором

6.. Информационный Bxog переключателя 1, нормально-разомкнутый с его выходом, че . рез резистор 5 подключен к неинвертируюшему входу усилителя 2 и к:резистору 7. 45

Свободные выводы резисторов 6 и 7 объединены с шиной . нулевого цотенциала, управляющий вход переключателя 1 является импульсным входом, а общая точка информационного входа переключателя 1 и реэис- 0 тора 5 является аналоговым входом устройства, Устройство работает следующим образом, Поступающая на уцравляюший вход пе55 реключателя 1 непрерывная серия модулированных цо длительности импульсов с коэф. фициентом заполнения . ю

Х=т 60

4 где т» — длительность положительных импульсов;

7=(t»+1 )период повторения импульсов

- длительность отрицательных им» цульсов, уцравляет работой переключателя

1, Для определенности положим, что при положительном импульсе на управляющем входе переключателе 1 его информационный вход, нормально-замкнутый с выходом, остается в атом положении на время $»», а в случае отрицательного импульса другой информационный вход соединяется с выходом переключателя. 1 на время t В положении переключателя l, показанном на чертеже, работа устройства описывается уравнениями вида.

ВЫХ вЂ” — — =о, ZAP) му е(1, )-е+ е+ (2) — - — О

6 7

6 6 где 0 >- напряжение на выходе усилиВЫХ теля 2;

e(p) - аналоговый перемножаемый сигнал (изображение по Лапласу);

» +

6, Š— потенциалы инвентируюшего и неинвентнрукицего входов усилителя 2g у(р) - сопротивление фильтра 3 в операторной форме записи р р р - сопротивления резисторов 5, Е2 6р 7

6 и 7 соответственно.

Система управлений (2) позволяет определить коэффициент передачи К по напряжению усилителя 2, Zff к (р)= - =

8 (p) „, 6 6" (3) й7 имеющий место в течение времени

В случае отрицательного импульса на управляюшем входе переключателя 1 работа устройства подчиняется в течение времени

1 ф . систем е .уравнений. откуда коэффициент передачи К2 по напряжению усилителя 2 определяется в виде я, (,) и я

% (6)

6(p)» +

37 где %,(. — сопротивление резистора 4, 601702 5

Потребуем, чтобы в случае резистнвной отрицательной обратной связи усилителя

2 / Z (р) = Я I его козфф щнекты переда

% 2

5 И, R+ (6) нлн, прн Я, =Я . условию

R . 2

% (7)

-й--+

5 М)

В этом случае для >К< н К справедливы следующие выражения

И, — =+К- (Q)

4;-4

К - у, - (ф)

Й-1

М

Ь

25 где < —%

Таким образом, при выполнении условии (6) нли условия (7) напряжение на выходе усилителя 2 с резнстивкой обратной связью 30 является знакочередующимся повторением аналогового сигнала с (6 ) с весовым коэффициентом К, Среднее значенке этого напряжения, являющееся сигналом устройства, равное 35

Т

О )е(г)аС=.К-e(t,}(2ó-4 }, ()

Г аь1х т ) о в случае = (0,5+ h, È}) пропорционально ®О произведению аналогового сигнала 5 (t ) и вариации скважностн h ; ($ ) модулированных по длительности импульсов, Оно легко может бьгть вьщелено с помощью низкочастотного фильтре 3, введенного в цепь отри45 цательной обратйой связи операцконного усилителя 2. Например, при реалнзацнн фильтра 3 B виде параллельного соединения ре-зистора с сопротивлением и конден

Ф сатора е. костью С, амплитудно-частотная характеристика А (UU ) устройства, имеющая в этом случае внд (т ., ) +»

А(ж) = (Г,ш) + гпе Т ЗЪ, прн надлежащем выборе,сА, Т перйода Т повторения импульсов обеспечиваетвыделеннеполезногоснгнала вида (10).

Форму ла изобретения

Устройство для умножения модулкрован ных по длительности импульсов на аналоговый сигнал, содержащее операцнонкый усилитель с фильтром и цепи отрицательной обратной связи н переключатель, управляющий н первый ннформацнонный входы которого являются соответственно импульсный и аналоговым входами устройства, à выход подключен через первый масштабнь1й резистор к инвертнрующему входу операционного усйлнтеля, подсоединенного неннвертирующнм входом через первый компенсирующий резистор к шине нулевого потенциала, о т л нч е ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит второй комиенюирувщкй резистор, который включен между выходом переключателя н шин и нулевого потенциала, к второй масштабный резистор, включенный между кеннвентнрующим входом операционного усилителя н первым информационным входом переключателя, второй информационный вход которого соединен с ннвентнрующим вхоцом операционного усилители.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

Авторское свидетельство СССР

¹ 155828, кл, 6 06 (д 7/16, 1963, ., 2. Авторское свндетельство СССР

No 428397, кл, 9 06 (м 7/16, 1974.

3, Справочник "Вычислительная техника, t под ред. Г. Хаски н Г. Корне, М,-Л„Энергия, 1964, т. 1, с. 567, рнс, 7-1-6а, 601702 е(у) Составитель И. Шелипова

Редактор Л. Бабич Техред Н. Андрейчук

Корректор Н, Яцемирская

Закаэ 1656/8 Тираж 826 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул Проектнаи, 4