Время-импульсное делительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых машинах, устройствах автоматики и измерительной техники. Известно время-импульсное делитель ное устройство, содержащее задатчики входных сигналов, импульсный делитель в составе низкочастотного фильтра и двухпозиционного переключателя, усилитель постоянного тока, генератор импульсов управляемой длительности, ход которого подключен к импульсному делителю, а вход - к выходу усилителя постоянного тока, выход импульсного делителя через вычйтатель связан с входом усилителя постоянного тока, на второй вход вычитателя подается второй входной сигнал, задатчик первого входного сигнала подключен к импульс ному делителю 1j . Недостаток известного устройства состоит в том, что с его помЪщью обес печивается деление сигналов с заранее определенной полярностью, что ограничивает область его применения. Кроме того, оно отличается излишней сложностью, обусловленной необходимостью применения генератора импульсов управ ляемой длительности. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее дифференциальный усилитель, в цепь обратной связи и во входные цепи котоpord включены соответствующие масштаб ные резисторы, а выход которого через интегратор, подключены к входу компаратора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, через который неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с шиной нулевого потенциала 2 . . Известное устройство может выполнять операцию деления, если порог срабатывания компаратора сделать переменным. Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, поскольку оно будет работать только с соотношением знаков +/- или -/+. : Кроме того, известное устройство изменяет режим усилителя по неинвертирующему входу (меняется величина . сопротивления при переходах ключа из проводящего состояния в непроводящее) , в результате чего возникают ошибки, связанные с нарушением симметрии по входным гокам 10 82 . Цель изобретения - расширение области применения устройства и повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что во время-импульсное делительное устройство, содержащее первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого через первый масштабный резистор соединен с его выходом и через второй масштабный.резистор с выходом делителя устройства, а неинвертирующий вход соединен с одним выводом третьего масштабного резистора, ключ, интегрирующий RC-цепь, подключенную к выходу первого дифференциального усилителя, и компаратор, выполненный на втором дифференциальном усилителе, между неинвертирующим входом и выходом которого включен делитель напряжения, выход второго дифференциального усилителя соединен с управляющим входом ключа и является выходом устройства, введены первый и второй токозадающие резисторы, через которые инвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен соответственно с выходом интегрирующей RC-цепи и входом делимого устройства, аключ выполнен двухпозиционмын, причем его неподвижные контакты соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и входом делителя устройства, а переключающий контакт подключен к другому выводу третьего масштабного резистора. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого времяимпульсного делительного устройства. Время-импульсное делительное устройство содержит первый дифференциальный усилитель 1, в цепь обратной связи и на входах которого включены масштабные резисторы . Выход усилителя 1 подключен к интегрирующей RC-цепи 5, выполненной на резисторе 6 и конденсаторе 7 выход которой через токозадакйций резистор 8 соединен с входом компаратора, выполненного на втором дифференциальном усилителе 9, в цепь положительной обратной связи которого включен делитель напряжения на резисторах 10 и 11. Вход компаратор а через токозадающий резистор Ц CQединен с входом 13 делимого устройства, а его выход соединен с управляющим входом двухпозиционного ключа 1. Позициями 15 и 16 обозначены вход делителя устройства и его выход. 31 Устройство работает следующим образом. Усилитель 9, на вход которого через резистор 12 поступает сигнал U. Делимое), управляет двухпозиционным ключом И, Двухпозиционный клюм Ц, усилитель 1 и RC-цёпь 5 образуют цеп отрицательной обратной -связи усилителя 9, следовательно, выходное напряжение цепи 5 с определенной степенью точности соответствует напряжению Urf . Модуль выходного напряжения усили теля 1 равен сигналу Ц , а его .знак определяется положением двухпозицион ного ключа. Например, если резистор подключен к шине нулевого потенциала то сигнал U-f проходит, на выход усилителя с инверсией. Частота, на которой замыкается ко тур отрицательной обратной связи, оп ределяется параметрами RC-цепи и величиной напряжения гистерезиса иJ уси лителя 9. Так как на выходе усилителя 1 часть периода держится напряжение {+U), а остальное время - напряжение (-U) , то выражение для выходного напряжения RC-цепи можно записать в виде Т . U5 U,dt + i /-U,)dt 5 и, (2 Т- 1) При условии равенства масштабных резисторов на входе усилителя 9 с можно записать ПС- и Т 2U7 ... Последнее равенство означает, чт частотное отделение пfJpпopциoнaльнo отклонению отношения ф- от 0,5. 8 Введение в усилителе 9 положительной обратной связи позволяет использовать усилитель с большими коэффи циентами усиления и с большой степенью точности задавать период Т колебаний . Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется операция деления одного сигнала на другой, причем выходной величиной является относительная длительность импульса (величина, обратная скважности импульсного сигнала) на выходе усилителя 9- Частота этого сигнала является функцией постоянной времени RC-цепи и чувствительности усилителя 9. Усилитель 1, подключенный своими входами (инвертирующим и неинвертирующим) соответственно к входу дели-: теля Устройства и к выходу двухпозиционного ключа, позволйет получить на своем выходе сигнал, равный по модулю сигналу и, а по знаку совпадающий либо инверсный относительно знака этого сигнала. Знак (полярность) выходного сигнала усилителя 1 определяется состоянием двухпозиционного ключа, зависящим соответственно от уровня сигнала на выходе усилителя 9. Управление состояниями двухпозиционного ключа выполняется таким образом, чтобы связь с выхода усилителя 9 на его вход была отрицательной. Поэтому в устройстве выполняется операция деления над сигналами с сочетаниями знаков -/+, +/+. Положительный эффект от использования предлагаемого устройства заключается в расширении области применения и повышении точности его работы; /

г

ilHJrt

IZ3+

f I

//

-0

fff

//

16

-0 лл.