Устройство с переменным коэффициентом передачи Советский патент 1983 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относлггся к автоматике, в час гности к элементам и узлам систем автоматического управления, может быть использовано для деления и умножения сигналов в аналоговых выч11сяительных системах. Известен аналоговый делистеяь на базе перемножителя, содержащий операционный усилитель с перемножителем в цепи обратной связи усилителя и сог- ласовашгые пары транзисторов С 1 Недостатком этого устройства является искажение сигнала на выходе, зависящее от параметров применяемых операционных усилителей и транзисторо Наиболее близким техническим реш& нием к изобретению является делнтель типа .инвертированзшп умножитель, с держаший блок умножегагя, первый нход которого соединен с входом устройству а второй вход - с выходом операционного усилителя, являющимся выходом устройства, инвертирующий нход операционного усилителя через первый токозадающий резис-тор соединен с вторым входом устройства, а через второй то козадающий резистор - с выходом блока умножения С2 . Однако устройство имеет недостаточ ную линейность коэффициента передачи, вызванную нелинейностью и стабильност масштабного коэф шииента блока умножения. Целью изобретения является повыш& ние точности путем улу1шения линейноо ти коэффициента передачи. Поставленная цель достигается тем, что в устройство с переменным коэффициентом передачи, содержащее блок умножения, первый вход которого со&динен с выходом операционного усилителя, инвертирующий вход которого под ключен к первому выводу первого токо задающего резистора, а через второй токозадающий резистор - к щине отрицательного входного напряже1шя, вв&дены генератор тактовых импульсов, два коммутатора, блок запоминания и зарадный конденсатор, причем второй вход блока умножения подключен к выходу первого коммутатора, первый и второй аходы которого подключены соо ветственно к шинам положительного входного напряжения, а управляющие входы первого и второго коммутаторов подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выход -блока умножешш соединен с входом второго коммутатора, первый выход которого через блок запоминшшя подключен к выходу устройства, а второй выход соединен с вторым выводом первого токозадаюшего резистора, а выход операционного ус№лителя соединен со своим инвертирующим входом через зарядный конденсатор. На чертеже представлена блокгкасема устройства. Устройство содержит блок 1 умножения операционный усилитель 2, токазадающие резисторы 3 и 4, коммутато зы 5 и 6, блок 7 запоминания, генератор 8 тактовых импульсов, зарядгаз1й конденсатор 9. Устройство с переменным коэффициентом передачи работает при определенном соотноше1ши полярностей напряжений на входах. На первый вход поступает отрицательное напряжение - U , а на второй и третий входы - положительное + U2 , + Uj . Для нормальной работы устройства необходимо периодически переключать контакты коммутаторов 5 и 6. Предположим,что в момент поцачи питания к устройству коммутатор 5 поддерживает вход 3 подключенным к входу блока 1 умножения,а коммутатор 6 выход блока 1 умножения к резистору 3, Сразу после подачи П1тгания конденсатор 9 находится в разряженном состоянии и напряжение выходе операшион- го усилителя 2 равно нулю. Следовательно, равно нулю напряжение LL на выходе блока 1 умножения и на первом токозадающем резисторе 3. Под действием . и. зарядный конденсатор 9 начинает заряжаться и на выходе операционного ус№лителя появляется положительное напряжение. При этом напряжение на выходе блока 1 умножения соответствует значению К и U 5: 0 3 Положительное напряжение Ug через первый токозадающий резистор 3 поступает на вход операционного усилителя 2, где суммируется с отрицательным напряжением - и, поступающим на вход операционного усилителя 2 через второй токозадающий резистор 4. В результате процесс заряда конденсатора 9 замедляется. Переходный процесс зaкaнчивae w ся, когда положительное напряжение на первом токозадающем резисторе 3 становится равиым отрицательному напряжению иа втором тоюозадающем резисторе 4. Напряжение на выходе операционног усзнштеля 2 в этом случае определяет ся из вьфажения -о/% 1 в.;Л- ьЛ При переключении коммутаторов 5 я 6 на время Т«КС,где R - сопротив ление первого токозадаюшего резистора С - емкость зарядного }1онденсатора 9 таким образом, чтобы вход 2 устройства подключился к входу блока 1 умножеШш, а выход псоледнего - к в.хоау блока 7 запоминания, напряжение на зарядном конденсаторе 9 и на выходе операцисишого усилителя практически не изменяется, а в блок 7 запоминания записывается напряжение U. равное ЬЬ - 2 Подставив в вьфажение (3) (3 из выражения (2), получим . Ки, (4) Как видно из вьфажешш (5) коэ4 фициент передачи устройства не зависит 3ля нормальной работы устройства коммутаторы 5 и 6 должны переключаться с частотой, много большей, чем часгота изменения-напряжений на входах усгщойств.а. На Вход 2 предлагаемого устройст ва можно также подавать амшттудномодулированный синусоидальный сигнал. При этом коммутаторы 5 и 6 должны переключаться с частотой, равной частоте несущего напряжения, пряч&л блок 7 запоминания должен подключаться к блоку 1 умножения в моменты когда несущее напряжение достигает своего амплитудного значения. Вместо Un в вьфаж ние (7) необходимо подставить амплитудное значение ампяитудно-модулированного сигнала. Напряжение в этом случае остается постоянным. Таким рбразом, устройство в данном режиме осуществляет и фазочувствитеяьное выпрямление амплитудно-модулиро- , ванного сигнала. Положительный эффект от использования устройства заключается в улучшении линейности коэффициента передачи за счет исключения вли1шия на него нестабильности и линейности масштабного коэффициента блока 1 умножения, что позволяет применять в предлага&мом устройстве простые и дешевые блоки умножения с малой линейностью,, например управляемые делители напряжения на полевых транзисторах. При этом линейность предлагаемого устройства улучшается в 3-4 раза, а точность системы автоматического управления, в которой применяется это устройство, повышается № 1,5-2 раза в зависимости от типа сшстемы/

УСТРОЙСТВО С ПЕРЕМВННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕДАЧИ, содержащее блок умиожеяия, первый вход которого сововнеи с Еыхоаом оп&- рахшонного усилителя, инв пярукшшй вход которого подключен к первому et вооу первого токозадающего резистора, а через второй токоздаающвй резистор к шине отрииатвпьнсго вхооиого напряжения, отличающееся т«м. что, с цепью повышения точности усчр ройства путем улучшения линейности коэффициента передачи,в него введеиы генератор тактовых импульс ва ком мутатора ,бпок запсминання и зарядный конденсатор, причем второй вход умножения подключен к выходу первого кся 1мутатора, первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам положительного входного напряжения, ,а управляющие входы первого и второго коммутаторов подключены к выходу ген атора тактош 1Х импульсов, выход блока умножения соедии с шсодом коммутатора, первый выход которого через блок запоминания подключен к выходу устройства, а второй выход совоутек с угорым выводом первого токозадающего резистора, а ход операционного усилителя соединен со своим инвертирующим входом через зарядный конде исатор.