Устройство для определения модуля Советский патент 1984 года по МПК G06G7/12 

Ф

СО

ч Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах Известно устройство для определе ния модуля,содержащее операционный усилитель, ограничительный и коммутирующий диоды, масштабные резисторы С 1 1 . Однако устройство характеризуетс Низкой точностью работы. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения модуля, содержащее соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый релейный элемент, элемент равнозначность, первый вход сумматора является входом устройств и соединен с входом второго релейного элемента,, выход которого подклю чен к второму входу элемента равнозначность, выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора 121. Недостатком известного устройств является сравнительно низкая точность работы из-за разных временных задержке в элементе равнозначность при переносе импульсов разной поЛ5ФНОСТИ. Цель изобретения - повышение то.ч ности устройств в работе. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения модуля, содержащее соединенные последовательно сумматор, интеграто первый релейный элемент, выход кото рого подключен к первому входу элемента равнозначность, первый вход сумматора является входом устройств и соединен с входом второго релейно го элемента, выход которого подключен к втрррму входу элемента равно значность, выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора, введены формирователь импульса, ключ и блок преобразовани однополярного импульсного сигнала в двуполярный, причем выход элемент равнозначность через ключ подключен к входу блока преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный, выход которого является выходом устройства, выход первого релейного элемента подключен к входу формирователя импульса, выход которого соединен с управляющим входом ключа. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства для определения модуля; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства. Устройство содержит сумматор 1, интегратор 2, первый 3 и второй 4 релейные элементы, элемент равнозначность 5, формирователь 6 импульса, ключ 7, блок 8 преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярньй, вход 9 и выход 10 устройства. Устройство для определения модуля работает следующим образом. Каскад, образованный сумматором 1, интегратором 2 и первым релейным элементом 3, представляет собой автоколебательную систему с частотноширотно-импульсной модуляцией. Первьш,релейный элемент 3 имеет симметричные относительно нулевого уровня пороги переключения +В. Его выходной сигнал неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением источника питания. При отсутствии сигнала на входе 9 напряжение на выходе интегратора 2 имеет симметричную пилообразную форму (фиг. 2а), а скважность импульсов равна 0,5, что соответствует нулевому уровню из средней значения. Выходной сигнал второго релейного элемента 4 при этом может иметь произвольную полярность, например положительную (фиг. 26). Пороги переключения второго релейного элемента 4 определяют чувствительность устройства в области малых значений информативного сигнала и поэтому должны быть минимальными. Знак полярности импульсов на вход ТО (фиг. 2в) соответствует знаку произведения выходных напряжений первого 3 и второго 4 релейных элементов, а их постоянная составляющая равна уровню среднего значениявыходного напряжения.первого релейного элемента 3. Появление сигнала на входе 9 приводит к изменению формы выходного напряжения интегратора 2. В интервале времени совпадения знаков входного сигнала и выходного первого релейного элемента 3 скорость изменения выходного напряжения интегратора 2 определяется суммой токов входного и обратной связи устройства. при несовпадении знаков скорость изменения выходного напряжения ин- тегратора 2 зависит от разности соо ветствующих токов. В результате сред нее значение выходного напряжения первого релейного элемента 3 устана ливается пропорциональным сигналу на входе (фиг. 2г). Показаны сигналы (фиг. 2д, е) на выходе второго релейного элемента 4 и на выходе 10 которые соответствуют некоторому значению сигнала на входе. Одна из составляющих результирующей ощибки устройства обусловлен неравенством временных задержек при переносе импульсов положительной и отрицательной полярности в элементе равнозначность 5, Предположим, что переключение элемента равнозначность 5 из одного состояния в другое происходит не синхронно с моментом времени срабатывания первого релейного элемента 3, а с задердкой tT, (фиг. За, б При очередном изменении знака выходнего напряжения первого релейного элемента 3 (фиг. За) срабатывание элемента равнозначность. 5 происходит с задержкой (фиг. 36). Тогда длительности положительного и отрицательного импульсов сигнала составляют 4- 4- , ZbTH О- ,0- . .t,., ( V,t,-trt.i J -ti-E:4. (2) Период переключения первого реле ного элемента 3 равен Т, . 1 J. & 1и o Vt2«t t2-j:;r2 В.выражениях (1)-(3) обозначены: в (д|-относительное значение поро гов переключения первого релейного элемента 3) iA - амплитуда выходных импульсов первого релейного элемента 3 и элемента равнозначность 5; - постоянная времени интегратоРа 2; ot. - относительная величина сигнала на входе 9, при усло вии постоянства его величины за период автоколебаний. Постоянная составляющая выходного напряжения элемента равнозначность 5 за период автоколебаний: Y;.(trt,), (4) ™V ,.- . Ошибка преобразования при этом составляетAX - -2CtVtO(bci (5) . Из выражения (5) следует, что погрешность пропорциональна разности параметров t и t2 . Для устранения этого недостатка введен формирователь 6 импульса, в качестве которого можно использовать, например, ждущий мультивибратор, предназначенный для формирования сигналов искусственной задержки импульсов элемента равнозначность 5. Выходной сигнал формирователя импульса, например, положительной полярности (фиг. Зв) формируется синхронно с моментом времени переключения первого релейного элемента 3 (фиг. За) и имеет длительность -Ьад В течение этого импульса происходит принудительный запрет на изменение знака выходного напряжения блока 8 преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный (т.е. на выходе 10) путем размыкания ключа 7, что приводит к идентичному газозапаздыванию момента времени формирования переднего и заднего фронтов напряжения на выходе 10 (фиг. Зе) по отношению к соответствующим фронтам импульсов на выходе первого релейного элемента 3 (фиг. За). При этом .увеличивается фазовый сдвиг импульсов на выходе 10 относительно выходного сигнала первого релейного элемента 3, но выполняется условие t fc и Ч. г, в результате чего ошибка, определяемая выражением (5), становится равной нулю. В качестве блока 8 преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярной можно использовать, на пример, регенеративный компаратор на операционном усилителе с положительной обратной связью по напряжению.

$11097636

Таким образом, по сравнению с из-исключения ошибки, обусловленной невестным предлагаемое устройстворавенством временных задержек при

для определения модуля обладает бо-передаче разнополярных импульсов

лее высокой точностью работы за счетчерез элемент равнозначность 5.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ, содержащее соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый .релейный элемент, выход которого подключен к первому входу элемента равнозначность, первый вход сумматора является входом устройства и соединен с входом релейного элемента, выход которого подключен к второму входу элемента равнозначность, выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности устройства в работе, в него введены формирователь импульса, ключ и блок преобразования однополярного . импульсного сигнала в двуполярный, причем выход элемента равнозначность через ключ подключен к входу блока преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярньй, § выход которого является выходом устройства, выход первого релейного (Л элемента подключен к входу формирователя импульса, выход которого соединен с управляющим входом ключа.