Элемент с управляемым сопротивлением Советский патент 1986 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть приме- ,нено в устройствах автоматического регулирования и управления, где необходимо формирование зависимости г К 9 сопротивления г - элемента от- относительной длитштьности & управляющего широтно-модулированното сигнала В , представляющего собой последовательность прямоугольных импульсов длительностью t и периодом повторения Т, К - коэффициент пропорциональности,

Цель изобретения - повьшение точности при управлении средним значением сопротивления по ква.цратичномз закону.

На чертеже приведена функциональная схема элемента с управляемым сопротивлением

Элемент с управляем15М сопротивлением содержит пять масштабных резисторов 1-5, первьй 6 и второй 7 сглаживающие конденсаторы, первый 8 и второй 9 ключи, операционный усилитель 10, инвертор 11, первый 12 и второй 13 сигнальные выводы элемента, управляющий вход 14 элемента.

Элемент с управляемым сопротивлением работает следующим образом.

На управляющий вход 14 поступает поток прямоугольных импулъсов, модулированных по длительности. На выходе инвертора 11 формируется широтно- модулйрованньн сигнал, которьй управляет кхпочом 8. Ключом 9 управляет исходл1ый широтно-модулироваиный сигнал с относительной длительностью В . Сглаживающие конденсаторы 6 и 7 обеспечивают подавление выспшсх гармоник напряжения5 возникающих при коммутации ключей 8 и 9, Благодаря этому четвертьп масштабный резистор 4 оказывается развязанньП по переменному току от импулг сно-управляемой деп:и из третьего и пятого 3 и 5 масштабных резисторовэ ключей 8 и 9 и конденсатора 7

Среднее значение вькодного напря-- лсения операционного усилителя )0 равно;

vu,n,, (1)

где Up - среднее значение напр я5в:енлЯ

на конденсаторе 7; I. - ток, протекающий через чет™ вертьй масштабный резистор 4 э

233180 2

С - проводимость третьего масштабного резистора 3. В пред.положении заземления второй сигнальной шины 13 и идеальности г операционного усилителя 10,, ток через резистор 4 равен

1ф и, G,. ,, (2) где и, - потенпд1ап неинвертирующего входа операционного усили- 10 теля 10;

G - проводимость резистора 4. Среднее значение напряжения на конденсаторе 7 находят из условия динамического равновесия

15 О.здр Qfc,,p-j- (3) где Q,Q- заряд, приобретаег-ай конденсатором на этапе заряда; заряд, теряемьш конденсатором на этапе разряда. о 20 При замкнутом состоянии ключа 9 в те.чение промежутка времени имеем;

Cf (Uc - и, ) 2Gt, (4) где G - проводимость масштабных: резисторов 3 и 5,

При разомкнутом состоянии ключа 9 и замкнутом состоянии к.люча 8 в течение времени Т-( имеем:

25

, p (Ue - и, ) G(T-t) (5) 5) и (6)

30

- e

С учетом выражений лучаем:

Q:.. cf

по

lap

+ Q

U)

(LV-UjG(T (6)

Т -f

Заряд теряемьп 1 конденсатором 7 на этапе; разряда в течение промежут- 35 к а времени T- t , равен:

ОрагГ iUy - lUG(Tlt),(7)

G - пр оводимость масштабного

40

r,;j;e

резистора о.

Кз уравнения (4)- с учетом вь5раже- инй ;, 7 / и (8) получаем: г, ... Ui () и.Л1-,0)

2

(8) учетом (2)

Тогда из вьпражения получаем;

Гт - 11 -OV

и Я Л f- e

Под воздетлствием этого напряжения через второй массатабный резистор 2 и:ротекает ток

1

(10)

гл1,е С, - проводимость резистора 2, а § - относительная длительность сигнала на управляющем входе 14.

Тогда сопротивление элемента в целом подчиняется зависимости I , „2, 2G

г R,

, p (Ue - и, ) G(T-t) (5) 5) и (6)

- e

С учетом выражений учаем:

Q:.. cf

по

lap

+ Q

U)

(LV-UjG(T (6)

Т -f

ОрагГ iUy - lUG(Tlt),(7)

G - пр оводимость масштабного

r,;j;e

резистора о.

Кз уравнения (4)- с учетом вь5раже- инй ;, 7 / и (8) получаем: г, ... Ui () и.Л1-,0)

2

(8) учетом (2)

Тогда из вьпражения получаем;

Гт - 11 -OV

и Я Л f- e

Под воздетлствием этого напряжения через второй массатабный резистор 2 и:ротекает ток

1

(10)

гл1,е С, - проводимость резистора 2, а § - относительная длительность сигнала на управляющем входе 14.

Тогда сопротивление элемента в целом подчиняется зависимости I , „2, 2G

г R,

где R - сопротивление масштабного резистора 1, или при вьшолнении условия R 1:2G

г Jje Формула изобретения

Элемент с .управляемым сопротивлением, содержащий первьй масштабный резистор, первый вывод которого является первым сигнальным выводом зле- мента, второй вывод первого масштабного резистора подключен к первому вьшоду второго масштабного резистора и неинвертирующему входу операционного усилителя, выход которого подклю- чен к второму вьшоду второго масштабного резистора, к первой обкладке первого сглаживающего конденсатора и первому информационному выводу первого ключа, второй информационный вьшод первого ключа подключен к первому вьгооду третьего масштабного ре

ю

- J5 202580«

зистора, управляющий вход первого ключа подключен к выходу инвертора, вход которого является управляющим входом элемента, вторая обкладка первого сглаживающего конденсатора подключена к инвертирующем входу операционного усилителя н через четве - тьш масштабный резистор к второму сигнальному выводу элемента, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности при управлении средним значением сопротивления по квадратичному закону, в него введены второй ключ, второй сглаживающий конденсатор и пятый масштабньп{ резистор, первый вьгоод третьего масщ- табного резистора через второй ключ подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и первому выводу пятого масштабного резистора, второй вьшод которого соединен с вторым выводом третьего масштабного резистора и подключен через второй сглаживающий конденсатор к шине нулевого потенциала, управляюшдй вход второго ключа соединен с управляюш ш входом элемента,

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в устройствах автоматического регулирования и управления, Цель изобретения - повьшение точности при управлении средним значением сопротивления по квадратичному закону. Элемент с управляемым сопротивлением содер.1кит пять масштабных резисторов,, два сглаживающих конденсатора, два ключа операционный усилитель и инвертор , Данное изобретение осуществляет формирование зависимости вида г Кб, где I - сопротивление элемента от относительной длительности 0 управляющего широтно-модулирован- ного сигнала б S /T, представляю-- щего собой последовательность прямоугольных импульсов длительностью Г и периодом повторения Т, К - коэффициент пропорциональности. 1 ил. с е к со оо

Составитель И. Зайцев Редактор С. Патрушева Техред М.Ходанич КорректорЕ. Рошко

Заказ 2773/52Тираж 671Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.