Элемент с управляемой проводимостью Советский патент 1985 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может найти применение в устройствах автоматического регулирования и управления, в информационно-измерительных системах и устройствах, где необходимо выполнение дискретно-аналогового преобразования сигналов. Цель изобретения - повышение точности работы при управлении сре ним значением проводимости элемента по арккосинусному закону. На чертеже изображена функциональная схема элемента с управляем проводимостью. Элемент с управляемой проводимостью содержит генератор 1 опорно частоты, два многоустойчивых фазоимпульсных элемента 2 и 3, триггер 4, пять масштабных резисторов 5-9, два управляемых ключа 10 и 11, три сглаживающих конденсатора 12-14, вторые информационные входы 15 и 16многоустойчивых фазоимпульсных элементов 2 и 3, управляющие входы 17и 18 многоустойчивых фазоимпуль сных элементов 2 и 3, первый 19 и второй 20 информационные вьшоды элемента с управляемой проводимост Элемент с управляемой проводимостью работает следующим образом. Зависимость проводимости а пред лагаемого двухполюсного элемента о управляющего цифрового кода N и пропорциональной ему относительной длительности 0 пшротно-модулирован ного сигнала имеет вид a Karcco5(mN) k агссоб 0 (О где 9 S/T - относительная длительность ШИМ-сигнала, пред ставляющего последовательность прямоугольных импульсов длительностью D и периодом повторения Т; in,k - коэффициенты пропорциональности. Устройство работает следующим образом. На первые информационные входы многоустойчивых элементов 2 и 3 поступают с выхода генератора 1 импульсы высокой частоты i. На выходе первого многоустойчивого фазоимпульсного элемента 2, подключенного к первому входу триг522гера 4, появляются импульсы с частотой FI f/n, где п - коэффициент деления многоустойчивого фазоимпульсного элемента, ко торые совпадают ho времени с одним из импульсов последовательности f. Сдвиг по фазе последовательности F относительно опорной последовательности Fg, формируемой на выходе второго многоустойчивого фазоимпульсного элемента 3, подключенного к второму входу триггера 4, определяет число N, записанное в первом многоустойчивом фазоимпульсном элементе 2 по входу 15. Запись нового значения этого числа в элемент 2 производится в момент времени,сдвинутый относительно моментов появления импульсов Fg на количество квантов 1/f, равное записываемому числу. В результате того, что последовательности Fg и FJ подаются на разные входы триггера 4, прямой его выход находится в единичном состоянии в течение времени, пропорционального записанному в первом многоустойчивом фазоимпульсном -элементе 2 числу N. В остальиое время периода на этом выходе нулевое состояние. Таким образом, на выходе триггера 4 (инверсном выходе), подключенном к управляющим входам ключей 10 и 11, формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью T-l), гдег 1 в (), и периодом повторения . Поскольку пропорционально N, то эти импульсы можно рассматривать как широтно-модулированный сигнал с относительной длительностью б 1-9 . Широтно-модулированный сигнал управляет средними значениями проводимостей последовательно соединенньк управляемых ктаочей 10 и 11 и масштабных резисторов 6 и 7. Сглаживающие конденс аторы 12-14 обеспечивают подавление высших гармоник напряжений, возникающих при коммутации управляемых ключей 10 и 11. Благодаря этому элемент с управляемой проводимостью оказьшается развязанным по переменному току, что позволяет рассматривать только средние значения его проводимостей. Так, сглаживающий конденсатор 14 обеспечивает развязку по переменно-.у току последовательно соединенных

масштабного резистора 7 и ключа 11, которые защунтированы масштабным резистором 8, и масштабного резистора 9, а конденсатор 13 - развязку по переменному току элемента с управляемой проводимостью в целом и внешней по отношению к нему цепи, подключенной к вью одам 19 и 20.

Проводимость элемента в целом по среднему значению можно представить выражением I

(2)

q, c;e+Gj(i0)

018524

где Gj(,6,7,8,9) - проводимо сти мас штабныхрезисто 5ров 5-9

элемента с управ ляемойпроводи мостью.

Это выражение при Gj.4,397 К, ,062 К, G,15,62 К, ,0107 К и G 0,3666 К обеспечивает приближение к арккосинусной зависимости (П с приведенной погрешностью iS60,8%,

ЭЛЕМЕНТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ, содержапщй генератор опорной частоты, первый и второй многоустойчивые фазоимпульсные элементы, первые информационные входы которых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты, а управляющие входы являются соответственно первым и вторым управляющими входами элемента, вторые информационные входы первого и второго многоустойчивых фазоимпульсных элементов подключены к соответствующим шийам задания опорной частоты, триггер, входы которого соответственно подключены к выходам первого и второго многоустойчивых фазоимпульсных элементов, соединенные последовательно первый масштабный резистор, второй масштабный резистор и первый ключ, общий вывод первого и второго масштабных резисторов через первый сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, свободный вьшод первого масштабного резистора и выход первого ключа являются соответственно первым и вторым информационными выводами элемента, между которыми включен второй сглаживающий конденсатор, последовательно соединенные третий масштабный резистор и второй ключ, вывод второго ключа соединен с вторым информационным вьшодом эле§ мента и первьт выводом четвертого (Л масштабного резистора, управляющие входы первого и второго ключей объединены, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности работы при управлении средним значением проводимости элемента по арккосинусному закону, в него введены пятый масштабный резистор и третий сглаживающий конденсатор, причем свободный вывЬд третьего масштабного резистора через пятый масштабный резистор соединен с общими вьшодами первого и второго масштабных резисторов, а через третий сглаживаюпщй конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, объединенные управляющие входы первого и второго ключей соединены с инверсным выходом триггера.

п