Импульсный сумматор Советский патент 1956 года по МПК G06G7/14 H03K11/00 

И ОСНОВНОМ авт. св. № 99037 описан импульсный сумматор, содержащий в передающих устройствах измерительные конденсаторы, переключаемые с частотой слагаемых импульсов и своим током разряда нейтрализуюи 1,ие заряд двух обн1их ДЛЯ всех н6редаюн1их устройств суммирующих конденсаторов, переключаемых с заряда на нейтрализацию при помощи релейHoii ламповой схемы, состояп1ей из сдвоенных (пусковой и триггерной) ламп. В анодные цени последней включены взаимно противоположно действующие обмотки трех ноляризованных реле, два из которых служат ДЛЯ периодического переключения суммирующих копденсато юв с заряда на нейтрализацию, а третье --- для коммутации выходной цепи.

Настоящее изобретение имеет целью новысить точность н увеличить быстродействие сумматора, описанпого в авт. св. № 99037.

Для этого предлагается применять вместо двух суммирующих конденсаторов один конденсатор, переключаемый с помоптью двух работаюггшх в такт со сдвоенной

ipiirrepHOH .тампон э.те1;трои1Н)1х ре.le. одно из которых включен) як повторитель этой ламны н служиг ДЛЯ поочередного подключения обкладок сум.И1рующего конденсатора к источникам постояппо1Ч) напряжения, включен1 ым к сеточные непн сдвоенноГ пусковой лампы, а другое - ДЛЯ пооче)едного гюдк.тючения их к входной цепн су.мматора.

На фиг. 1 показана чквнвалентпая схема предлагаемого импульсного сумматора; па фиг. 2-его принципиальная электрическая схема.

Предлагаемы и.мпульсный сумматор работает на нринпнпе суммирования импульсов от импульсных датчиков слагаемых величин. При суммировании мониюстей обычно применяются вран,ающнеся датчики с тройниковыми контактными переключателями и конденсаторными преобразователя.мн. 1а фиг. 1 изображен именно :STOT с.чучай. При работе установки иерек.мючателн fli - Пп пульсируют с частотой, нронорциональной слагаемым величинам.

При ка.ждом перек.тючен П1 контактов этих нерек.тючате.теГ замыкается заряженный измерите.нл1ый

конденсатор Си и размыкается разряженный конденсатор Си. Разряженный конденсатор Си замыкается по цепи: -- Ua, измерительный конденсатор Си, сопротивление Ru. ограничивающее крутизну импульса, сопротивление i емкостно-омического фильтра С - R, тройниковый переключатель К,, суммирующий конденсатор Сд. тройпиковый переключатель . При этом суммирующий конденсатор Са разряжается, напряжение между его обкладками повышается и, следонательпо. он накапливает заря;1,1 измерительных конденсаторов Си. Мерой накопленного заряда или ко.мичества прошедших импульсов яв.чяется напряжение между обкладками конденсатора Сг.

Для точной индпкащ1И уровня напряжения на суммирующем конденсаторе С-, применяется схема, состоянл,ая из двух электронных ламп Л, и Л ,. В сеточные цени nycKOBoii лампы Л включены опорные напряжения iJo: минусом - на сетку п плюсом - в сторону катода. В зааисимости от положения переключателя К.2, к промежутку сетка-катод лампы Л| прикладывается либо запирающее напряжение Uo, либо разпогть двух напряжений: постоянного напряжения Но и изменяющегося пащ)яжепия между обкладка.ми конденсатора C-i.

В начальны момент времени, когда напряжение на конденсаторе Сз равно нулю, обе половины пусковой лампы Л заперты отрицательным напряжением Uo, а триггерная лампа Лч находится в одном из двух устойчивых состояний. Каждому усторгчивому состоянию триггерной .(ампы соответствует онреде.пенное положение переключателей К и K-iКогда открыта правая 1юловина триггерной лампы, контакты переключателе и К-2 находятся в по,:южении, показанном иа , 1, Три открывании левой юловины .тампы Л эти контакты переходят в другое положение.

При показанном на ()иг, 1 по.пожении ко ггакгов переключателей /d и /Сз напряжение между сеткой и катодом правой гюловины лампы //i зависит от уровня напряжения между обкладками конденсатора С..;, Когда это напряжение возрастает до величины, близкой к f/o, результирующее напряжение уменьшается почти до нуля, лампа открывается и это вызывает переброс триггера и контактов переключателей /(i и /(2 в новое положение.

После переключения контактов переключателей /Cj и K-i левая и правая половины лампы Л меняются ролями: правая - запирается отрицательным напряжением Uo, а левая - оказывается под воздействием разности двух напряжений: постоянного напряжения Uo и изменяющегося напряжения между обкладками конденсатора С. В первьи момент разность напряжений равна 2f/o, так как напряжение на конденсаторе С совпадает по направле ию с напряжением Uo. При прохождении зарядов измерительных конденсаторов напряжение межд обкладками конденсатора С, понижается, достигает нулевого значения и затем повышается в обратном направлении, П.роисход,ит г ерезаряд конденсатора Са с изменением полярности напряжения между его обкладками. При уменьшении напряжений между сеткой i катодом левой половины лампы Л до пуля происходит )К)вый переброс и конта тов переключателей /Ci 1 К-.

Таким образом, в схеме возникают релаксационные колебания с частотой, пропорциональной скорости терезаряда суммирующего конденсатора Са, определяемой скоростью поступления зарядов от измерительных конденсаторов Си. находящейся в прямой зависимости от суммь слагаемых.

Погрешность определяется в основном погрепп)остью ламповой схемы как из.меригеля напряжении между сетками и катодом лампы Л). Привсле П ая схема позво.1яет осуществить это измерение с незначительной потрешностью - порядка 0,2 - 0,3%.

Принципиальная схема импульсного сумматора, изображенная на фиг. 2, отличается от эквивалентной схемы на фиг. 1 прежде всего отсутствием механических переключателей Ki и Ks, роль которых выполняют электронные лампы, работающие в релейном режиме.

Переключательная ламна J7., работает как повторитель триггерной лампы 1/7а, что достигается путем соединения их катодов и сеток. Поэтому правая и левая половины лампы JI.i открываются попеременно в такт с перебросами триггера. Следовательно, работа лампы Л полностью аналогична работе переключателя К-2 (фиг. 1).

Работа переключательной лампы Лз отличается некоторыми особенностями, которые не позволяют осу1цествить включение этой тампы по п)остейшей схеме - повторителя |риггерной лампы.

В соответствии с направлением зарядных импульсов измерительных конденсаторов оба анода лампы Л;, соединяются со входным зажимом сумматора, а ее катоды-с сеточны.1и непями пусковой .тампы Л. вк.ноченис .гампы Л- исключает исзможность непосредственного управ.тения этой ла.мпой от триггерноГ .(ампы. Д,ля того, чтобы осуществить независимое управление правоГг II левой половиной лампы Лз, в схему введено специальное электронное реле на лампе Л с двумя неза1шсимыми выходными цепями, даю1ЦИМИ постоянное напряжение, изменяющееся 15 такт с перебросами триггера.

Левая половина лампы Л;, является генератором незатухающих колебаний частотой в несколько десятков килогерц. Схема генератора обычная и поэтому не рассматривается. Напряжение высокой частоты с анодной об.мотки трансформатора генераторной ,лампы подается па анод правоГг по/ювины лампы //5.

называемой клапанной .чампои, через сопротивление R-2. Постоянное анодное напряжение подается через анодную обмотк}. Поэтому между анодом и катодом клапанной лампы одновременно действуют два напряжения: постоянное напряжение Ua и ггеременное нанряжение высокой частоты. Сетка клапанной лампы соединяется с одной из сеток триггерной лампы Лг, вследствие че-. го при открывании и закрывании последней открывается и закрывается клапанная лампа. При закрывании клапанной лампы между ее анодом и катодом действует значительное переменное напряжение высокой частоты. При ее открывании переменное напряжение между ее анадом и катодом уменьшается до небольнюй .величины, так как внутреннее сопротивление лампы во много раз меньн1е сопротивления jR, на котором теряется больщая часть напряжения. Таким образом, правая половина лампы Л, в данной схеме работает как управляемый от триггера клапан в цепи переменного напряжения высоко/ частоты .

Выходные цени присоединяются к аноду и катоду клапанной лампы через конденсатор небольшой емкости (порядка 50 -- 1001 Сз - С., и Со - Сб для увеличения быстродействия н уменьшения связи между цепями. Напряжение высокой частоты, cfUiMaeMoe с сопротивлений и /., выпрямляется диодами Д и Д2 (германиевыми) и сглаживается конденсаторами С- и С.ц.

Постоянные выходные напряжения, снимаемые с конденсаторов Сп Cg, изменяются в такт с перебросами триггера от величины Uy (при запертой клапанной лампе) до величины Af/j/ (при открыто) клапанной лампе). Эти напряжения подаются на сетки лампы Лз в качестве управляющих напряженщ) Uy.

Л1ежду сетками и катодами лампы //3 действуют также напряжения сеточного смещения U, и f/a- Величины напряжений Ut/. . U и

U,, должны быть связаны между собой определенными соотношеинями для того, чтобы схема могла нормально работать. Если эти соотношения соблюдены, то при подаче напряжения f/z/ правая половина лампы с/7з открывается, а левая ее половина запирается. При подаче напрял ения Uy, наоборот, правая половина лампы /7з запп)ается, а ее левая половина открывается. Таким образом, правая и левая половины лампы Л;, попеременно открываются и закрываются в такт с перебросами триггера. Следовательно, лампа Л-л работает как переключатель Al (фиг. I).

Выходная лампа Лб сум.матора включена по мостиковой схеме как повторитель триггерной лНдМпы Л. Мостик образуется из двух половин лампы Лб и двух сопротивлений и АВ. Напряжение питания подается в одну диагональ моста, а выходное напряжение снимается с другой диагонали между анодами лампы Лб. Поэтому при попеременном открывании правой и левой половин лампы Л, происходящем в такт с перебросами триггера, по.шрность выходного напряжения меняется.

Как и в схеме, показанной на фиг. 1, конденсатор С и сопротивление RI, Bt-слюченные на вход сумматора, играют роль фильтра, которьп сглаживает толчки напряжения от протекания зарядных и.мпульсов измерительных конденсаторов.

Кроме того, включение на вход сумматора конденсатора С, имеющего 3t)a4Hre.ibHyK) емкость, мозво,тяет устранить влияние емкости монтажа меж;1.у конденсаторными Г1реоб 1азовате.тями датчиков и входом сумматора на 1аботу сумматора.

Со11)отивлепие R. являяс составН(;й частью емкостпо - омического фильтра, при правильном подборе его ве.личин позволяет скомпенсировать влияние внутреннего сопротивления ламны Л на работу сумматора.

РегЗЛировка сумматора осуществляется путем изменения напряжений UQ с номон1ью потенниометров и RS.

Предмет изобретения

1.Видоизменение импульсного сумматора по авт. св. Л1 99037. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности и уве.тичепия быстродействия, применен один суммирующий конденсатор, переключаемый с помощью двух работающих в такт со сдвоенной три герной лампоГг электронных реле, одно из которых включено как повторитель этой лампы и служит для поочередного подключения обк.ладок суммирующего конденсатора к источникам постоянного напряжения, включенным в сеточные цепи сдвоенной нусковой ламны, а другое - для поочередного подключения их к входной цепи сумматора.

2.Форма выполнения сумматора по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что электронное реле, осуществляющее поочередное подключение обкладок суммируюндего конденсатора к входной цени сумматора, выполнено на сдвоенной трехэлектродно лампе, управляемо от специального электронного реле с двумя независимыми выходными ценями, состоящего из высокочастотного генератора и клапанной ламны, унравляемой от триггерной лампы.

3.В сумматоре по пп. I и 2 применение, с целью получения импульсов переменной полярности при отсутствии неносредственной связи с источником питания, выходной лампы, унрав.ляемой от триггерной лампы и вк.чюченпой го схеме моста, в олну диагональ которого гюдается питание, а с другой снимается выходное напряжение.

4.В суммато)е по пп. I -- 3 применение на его входе фильтра, обеспечивающего плавное нарастание напряжения на суммирующем конденсаторе.

иг. 1

№ 103524

6 Фиг. 2