Формирователь напряжения прямоугольной формы Советский патент 1984 года по МПК H03K5/01 

(Г сд со

4

ФОРМИРОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ, содержащий источник входного сигнала, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков запоминания .экстремальных значений, переключатель, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом источника входного сигнала, первый и второй сигнальные выходы переключателя соединены соответственно с выходами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, а выход переключателя соединен с выходной шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, второй вход первого блока запоминания экстремальных значений соединен с выходом второго блока запоминания экстремальных значений, второй вход которого соединен с выходом первого блока запоминания экстремальных (Л значений.

L zTL-z:.I

(Pui.f Изобретение относится к импульс.ной технике и может быть использова но, например, при преобразовании . аналоговых сигналов в напряжения пр моугольной формы. Известен формирователь напряжени прямоугольной формы, содержащий источник входного сигнала и переключа тель, выход которого соединен с выходной шиной устройства 1. Недостатком устройства является ограниченность функциональных возможностей. Наиболее близким техническим решением к изобретению является форми рователь напряжения прямоугольной формы, содержащий источник входного сигнала, основной выход которого со динен с первыми входами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, переключатель, выход которого соединен с выходом фор: трователя, управляющий вход которог соединен с дополнительным внходом источника входного сигнала, первый и второй сигнальные выхода переключателя соединены соответственно с выходами первого и второго бдаэка за поминания экстремальных значений, выход переключателя соединен с ишной выхода устройства, а управлякидий вход - с входом блок,а сброса экстремальных значений, выходы которого соединены с выходами блоков запоминания экстремальных значений 2. Недостатком устройства является то, что на полосу пропускания рабочих частот существенное влияние оказывает длительность импульса блок сброса экстремальных значений. Длительность импульса блока сбро са экстремальных значений формирует от входного синнала с частотой где Т - период колебаний входного сигнала. Чтобы уменьшить погрешность в со ответствии амплитуд входного и выхо ного сигналов, длительность импульс блока сброса экстремальных значений должна быть в п раз меньше полупери ода входного сигнала txi -(2) Ф- 2п g другой стороны, длительность импульса блока сброса экстремальных значений должна быть достаточной для перезарядки накопителей первого и второго блоков запоминания экстремальных значенийг т. е. не больше чем время запаздывания (время запис входного сигнала), определяемого параметрами схем запоминания где и - амплитуда напряжения входного сигнала; С - емкость накопителя; Ifngj - токовая шкала ключа. Приравнивая (2) и (3), получаем ТVC -г- -- .(4) 2.П1 (viav Тогда полоса пропускания прототипа определяется по формуле ( Z 1 17 Ч анал т 2п VC Таким образом, полоса пропускания входного сигнала в 2п раза меньше полосы пропускания блоков запоминания экстремальных значений. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот. Поставленная цель достигается тем, что в формирователе напряжения прямоугольной формы, содержащем источник входного сигнала, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, переключатель, управля1аций вход которого соединен с дополнительным выходом источника вводного сигнала, первый и второй сигнальные выходы переключйтеля соедяненев соответственно с выходами первого и второго блоков запоминания экстремальных значений, а выход переключателя соединен с выходной шиной устройства, второй вход первоео блока запоминания экстремальных значений соединен с выходом второго блока запоминания экстремальных значений, второй вход которого соединен с внходом первого блока запоютнания экстремальных значений. На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фкг. 2 - эшоры, поясняющие работу схемы. З/стройство содержит источник 1 входного сигнала, ввлход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков 2, 3 запоминания экстремальных значений, переключатель 4, управлянзщий вход которого соединен с дополнительным выходом источника входного сигнала, первый и второй сигнальные выходы переключателя соединены соответственно с выходами первого 2 и второго 3 блоков запоминания экстремальных значений, а выход переключателя 4 соединен с шиной устройства, второй вход первого блока 2 запоминания экстремальных значений соединен с выходом второго блока 3 запоминания экстремальных значений, второй вход которого соединен с выходом первого блока 2 запоминания экстремальных значений. Блоки 2 и 3 запоминания экстремальных значений выполнены на операционных усилителях 5 и б с конденсаторами 7 и 8 в обратной связи и резисторами 9-12. ь Й RJ- Rg Сравнение сигналов происходит на оп рационном реле 13 и 14. Операционно реле 15 выполняе- роль переключателя 4. Устройство работает следующим об разом. Для простоты объяснения работы формирователя входной сигнал представлен в синусоидальной форме (на tHr. g, а,б) при t О, XQ О, о U Сигнал с основного выхода источника 1 входного сигнала поступает на входы первого и второго блоков 2 и 3 запоминания экстремальных значений. На фИг. 1 контакты операцион ных реле 13, 14 и 15 показаны в нор мально замкнутом состоянии, т. е, когда суммарный управляющий сигнал на их, входах больше или равен нулю. Исходя из свойства инерционности блоков запоминания, блок 2 запомина ния экстремальных значений запомина ет входное напряжение U;(j( , если на входах реле 13 Пд +и U О, где U(, - напряжение на выходе операционного усилителя 6, и фиксирует минимальное значение входного сигна ла, если на входах реле 13 и)| + (фиг. 2 в) . Блок 3 запоминания экстремальных значений запоминает входное напряжение Uiix f если на входах реле 14 + и О, где Uj - напряжение на выходе операционного усилителя 5, и фиксирует максимальное значение входного сигнала t если на входах реле 14 (фиг. 2 г). На фиг. 2 е, показаны диаграммы сигналов управле ния реле 14 и 13, полученные от сло жения входных сигналов и свойства инерционности блоков запоминания. . Переключатель 4 по сигналу с дополнительного выхода источника 1, пропорциональному производной от входного сигнала, подключает на выход формирователя запомненные. экстремальные значения входного сигнала (фиг. 2 ж) при с выхода блока запоминания экстремальных значений, а при X О с выхода блока 3 запоми нания экстремальных значений. Когда входной сигнал имеет нелинейн{лй колебательный характер, связ прямо ольных импульсов на выходе формирователя и входного сигнала показана на фиг. 2 з. После введения дополнительных связей, а именно, соединяя вход первого блока запоминания экстремал ных значений с выходом второго блока запоминания, экстремальных значений и вход второго блока запоминания экстремальных значений с выходом ервого, функцию сброса .экстремальных значений в формирователе попереенно выполняют первый и второй блоки- запоминания экстремальных значений. Следовательно, для нормальной работы формирователя необходимо, с однойстороны, чтобы длительность ИМ пульса сброса экстремальных значений не была больше полупериода входного сигнала Т ) с другрй стороны, длительность сброса экстремальных значений определяется параметрами блоков запоминания tciJp Приравнивая левые части, получаем Т.(8) J мои или () f с|х)р« I Отсюда следует, что полоса пропускания сигнала формирователя в два раза меньше полосы пропускания блоков запоминания. Таким образом, на выходе формируется напряжение прямоугольной формы, с амплитудой и скважностью входного сигнала, а полоса пропускания входного сигнала формирователя определяется параметрами блоков запоминания. Сравнивая.(9) и (5) видим, что по сравнению с базовым объектом ффт п foirtan . (10) полоса пропускания входного сигнала формирователя в п раз большеполосы пропускания входного сигнала. В предлагаемом формирователе -полностью используются динамический диапазон блоков запоминания, поэтому область рабочих частот формирбвателя, по сравнению с областью рабочих частот прототипа, увеличилась в п раз. Расширение области рабочих частот формирователя увеличивает сферу применения формирователя,а именно расширяет круг задач по исследованию нелинейных систем и случайных вибпаций, решае№1Х на аналоговых вычислительных машинах. Погрешность работы формирователя уменьшилась на величину составляющей погрешности работы блока сброса экстремальных значений.

Ч

ГЧ /л у / f Р

ЧХ Ч ЧУ ЧУ

/Л ГЧ / XX

чх XX XX VX ff/

5

;

г) XI XI х1 XI

А

д)

f)