Устройство для вычисления функции @ Советский патент 1986 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к аналоговой вьмислительной технике и позволяет вырабатывать широтно-импульсный сигнал с относительной, длительностью

0, в,

0-. &.

(1)

где I,, , б 0 относительные дли тельности входных широтно-импульсных сигналов;

К - коэффициент пропорциональности .

Цель изобретения - повышение точ- кости.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для вычисления

функций 0;К

,|м

0.

Устройство содержит с первого по пятый импульсно-управляемые резисторы 1-5, выполненные в виде последовательно соединенных ключа 6 и масштабного резистора 7, источник 8 опорного напряжения, три сглаживающих конденсатора 9-11, дифференциальный операционный усилитель 12, широтно- импульсный модулятор 13, повторител 14 напряжения, информационные входы 15-17, выходной зажим 18, ключ 19 и дополнительный ключ 20.

Устройство работает следующим образом.

На управляющие входы импульсно- управляемых резисторов 1, 3 и 4 поступают входные широтно-импульсные сигналы соответственно с относительными длительностями Q , 9 и 0, Выходной широтно-импульсный сигнал с относительной длительностью 0 управляет проводимостями импульсно-управ- дяемых резисторов 2, 5, ас относительной длительностью положением ключей 19 и 20. Средние значения проводимостей импульсно-уп- равляемых резисторов 1, 3 и 4 пропорциональны длительностям широтно- импульсных сигналов. При этом изменение длительностей Q я 9 у входных широтно-импульсных сигналов приводит к пропорциональному изменению средних значений проводимостей первого я третьего плеч моста, что вызывает изменение среднего значения за период повторения широтно-импульсных

сигналов напряжения на неинвертирующем входе дифферен1диального операционного усилителя 12 в соответствии с выражением

и Е

g, в-0

(7)

где Е - напряжение источника 8 (проводимости масштабных резисторов 7 импульсно-управляемых резисторов 1, 3 предполагаются равными по значению) .

Напряжение на инвертируюп ем входе и дифференциального операционного усилителя 12 найдем из следующих соображений. Значение этого напряжения удовлетворяет уравнению

(Ь)

lUj-UjOrU -0

где IJj -- среднее значение напряжения

на конденсаторе 10,

при условии, что имеет место установившийся режим работы устройства, когда средние значения токов через сглалсивающие конденсаторы 10 и 11 равны нулю. Кроме того, предполагаются равными проводимости резисторов 7 импульсно-управляемых резисторов

4 и 5, а входное сопротивление повторителя, напряжения 14 бесконечно велико.

Среднее значение напряжения Uj на сглаживающем конденсаторе 10 можно

найти из условия равенства приращений заряда на нем в течение промежутка времени t , когда конденсатор заряжается, и в течение промежутка времени Т - Г , когда сглаживающий конденсатор 10 разряжается

(E4,)rG4U,-UjcG 2(U,-U,)(T-)-G,

,(О

где С - проводимость масштабньгх ре- зисторов 7 импульсно-управляемых резисторов 2 и 5, Т - период повторения широтно- импульсных сигналов, 9 - относительная длительность шчротно-импульсного сигнала. Из (4) непосредственно следует.

что

,5(E-Uj)0(J,

(Sl

Из выражения (3) с учетом (5) следует . что

и,Е

9

9.

3

Из условия баланса моста шемся режиме 1/ 2 с жений (2) и (6) нетрудно симость

соответствующую исходному выражению (1) .

Таким образом, в предлагаемом уст- роййтве реализуется заданная операция

е-к

Формула изобретения Устройство для вычисления функции

и V I 0, 6)i

N-ts содержащее пять импульсно-управляемых резисторов, каждый из которых содержит последовательно соединенные масштабный резистор и ключ, первые выводы первого и второго импульсно-управляемьпс резисторов объединены и через источник опорного напряжения подключены к шине нулевого потенциала, второй вывод первого и первый вывод третьего им- пульсно-управляемьгх резисторов объединены и через первый сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала, первые вьшоды третьего и четвертого импульсно-управляе- .мых резисторов подключены соответственно к инвертирующему и неинверти- рукнцему входам дифференциаального операционного усилителя, выход кото31517Л

рого соединен с входом широтно-им- пульсного модулятора, прямой вход которого является выходом устройства, и подключен к управляющим входам второго и пятого импульсно-управляе- мых резисторов, второй вывод второго импульсно-управляемого резистора через второй сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потен10 циала, вторые выводы третьего и чет- ;вертого импульсно управляемых резисторов объединены и подключены к пш- не нулевого потенциала, второй вывод пятого импульсно-упрйвляемого резис15 тора соединен с неинвертирующим входом дифференциального операционного усилителя и с входом повторителя напряжения непосредственно, а с шиной нулевого потенциала - через тре20 тий сглаживающий конденсатор, выход повторителя напряжения - через ключ, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом широтно-импульс- ного модулятора, подключен к общему

25 выводу ключа и масштабного резиста

ра второго импульсно-управляемого резистора, управляющие входы первого, третьего и четвертого импульсно- управляемых резисторов подключены

jQ соответственно к первому, второму и третьему информаг онным входам устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен дополнительный ключ, через которьй выход повторителя нап- ряжения соединен с общим выводом ключа и масштабного резистора пятого импульсно-управляемого резистора, первый вывод которого соединен с вторым выводом второго импульсно-управляемого резистора, управляющий вход дополнительного ключа соединен с ин- вРрсным выходом широтно-импульсного Модулятора.

5

0

с

St

т, 3I

т Itl

i - - - ,1 - - -

12

t 1 T «

i I I

;0:±:

Я

..

I

/4

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники. Цель изобретения - повьшение точности. Предлагаемое устройство содержит с первого по пятый импульсно-управ- ляемые резисторы, вьшолненные в виде последовательно соединенных ключа и масштабного резистора, источник опорного напряжения, три сглаживающих конденсатора, дифференциальный операционный усилитель, гаиротно-им- пульсный модулятор, повторитель напряжения, ключ и дополнительный ключ с соответствующими связями. Устройство вычисляет функцию 0 , где t 9 t & относительные длительности входных широтно-импульс ных сигналов, К - коэффициент пропорциональности. 1 ил. i (Л С IND 00 СП