Формирователь ступенчатого напряжения Советский патент 1986 года по МПК H03K4/02 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, при формировании напряжений с высокой стабильностью параметров выходного сигнала.

Целью изобретения является рас- пшрение функциональных возможностей путем обеспечения формирования двух независимых сигналов.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - эпюры, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит первый и второй выходные ключи 1 и 2, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго запоминаю- . щих элементов 3 и 4, а выходы по-дключены к первому входу сумматора 5, второй вход которого подключен к выходу первого входного ключа 6, вход которого соединен с первым входом 7 устройства, а управляющий вход - с первым выходом тактового генератора 8 второй выход которого соединен с управляющим входом первого запоминающего элемента 4, третий выход - с управляющим .входом второго выходного ключа 2, четвертый выход - с управляющим входом второго запоминающего элемента 3, второй входной ключ 9, первый и второй элементы ИЛИ 10 и 11, третий запоминающий элемент 12 и третий выходной ключ 13, выход которого соединен с первым входом сумматора 5, вход - с выходом третьего запоминающего элемента 12, вход которого соединен с выходом сумматора 5, третий вход которого соединен с выходом второго входного ключа 9, вход которого соединен со вторым входом 14 устройства, а управляющий вход с третьим выходом тактового генератора 8, первым входом первого элемента ИЛИ 10 выход которого соединен с управляющим входом третьего запоминанлцего элемента 12, а второй вход - с управляющим входом первого выходного ключа 1 и первым выходом тактового генератора 8, четвертый выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 11, выход которого соединен с управляющим входом третьего выходного ключа 13, второй вход - со вторым выходом тактового генератора 8.

Запоминающий элемент 3 выполнен на ключе 15, конденсаторе 16 и уси

5

0

5

0

S

0

5

0

лителе 17, запоминающий элемевт ч - на ключе 18, конденсаторе 19 и усилителе 20, запоминающий элемент 12 - на ключе 21, конденсаторе 22 и усилителе 23.

Устройство работает следующим образом.

Тактовый генератор 8 за один цикл работы формирует четыре импульсных .напряжения, сдвинутых относительно друг друга на 180° (фиг.2а, 6,6 иг )

Импульсное напряжение (фиг.2л) управляет работой ключей 6 и 1 и через элемент ИЖ 10 - работой ключа 21; импульсное напряжение (фиг.2с)) управляет работой ключей 15 и через элемент ИЛИ 11 - работой ключа 13; импульсное напряжение (фиг.2 и ) управляет работой ключ ей 9 и 2 и через элемент ИЛИ 10 - работой ключа 21; импульсное напряжение (фиг.2г) управляет работой ключа 18 и через элемент ИЛИ 11 - работой ключа 13.

При наличии положительных импульсов на выходах тактового гене- ратора ключи открываются, а при от- , сутствии импульсов - закрываются.

. Сумматор 5 имеет по первому входу коэффициент передачи единицу, по второму входу - К, , а по третьему входу - -к.

Конденсаторы 22, 16 и 19 перед включением схемы разряжены.

В первом цикле работы тактового генератора при поступлении первого импульсного напряжения открываются ключи 6,21и1,

На выходе сумматора 5 устанавливается .напряжение KvU/, где и,- напряжение на входе 7 устройства, а - коэффициент передачи по второму входу сумматора. При этом кон-г денсатор 22 заряжается через малое выходное сопротивление сумматора 5 через открытый ключ 21 до напряжения К ,и, .

Параметры схемы запоминающего элемента 12 выбраны так, чтобы выполнялись соотношения:

Ri -R,,-C.t ,

(1) (2)

где RI - выходное сопротивлений

сумматора 5;

С - емкость запоминающего кон денсатора;

равен К, , а на второй вход сумматора, коэффициент передачи которого равен единице, поступает напряжение с конденсатора 16, равное K,U ,

При поступлении второго импульсного напряжения открываются ключи 13 и 15.

I - длительность управляющего

импульса;

Rjj - входное сопротивление согласующего усилителя запоминающего элемента. 5 При выполнении неравенства (1) напряжение, до которого заряжается конденсатор запоминающего элемента 12, не зависит от изменения значения его емкости, а при выполнении неравенст- Ю вый вход сумматора 5 и через откры- ва (2) напряжение на конденсаторе ос- тый ключ 15 переписывается на кон- тается неизменным в течении времени, пока ключ запоминающего элемента закрыт.

При поступлении второго импульс- 5 ного напряжения открываются ключи 15 и 13.

Напряжение, равное К, U, с выхода усилителя через ключ 13 поступает

Напряжение, равное 2-K,Ui , с выхода усилителя 23 поступает на перденсатор 16, а напряжение на выходной клемме .24 становится равным 2-К,-и, (фиг.2)...

Таким образом, на первом выходе устройства напряжение ступенчато нарастает и становится равным 2 K,-U, ,

При поступлении третьего импульсного напряжения открываются ключи 9, на первьй вход сумматора 5, коэффици-20 21 и 2, ент передачи которого равен .единице. Вследствие этого через открытый ключ 15 конденсатор 16 заряжается до напряжения K|U., (фиг.2д), которое поступает на выходную клемму 24.

25

На выходе сумматора 5 устанавливается напряжение, равное (} и конденсатор 22 заряжается до напряжения , так как на третий вход сумматора поступает напряжение U и коэффициент передачи по этому входу равен Ку , а на первый вход суммато- ра, коэффициент передачи которого равен единице, поступает напряжение с конденсатора 19, равное К, U .

35

При поступлении третьего импульсного напряжения, открываются ключи 9, 21 и 2. .

На выходе сумматора 5 устанавливается напряжение , где U - 30 напряжение на входе Г4 устройства, а Xj - коэффициент передачи по третьему входу сумматора. При этом конденсатор 22 заряжается через малое вы . ходное сопротивление сумматора 5 до напряжения К Uj

При поступлении четвертого импульс- ного напряжения открываются ключи 18 и 13.

Напряжение, равное. Kj U, , с выхо- да усилителя .23 поступает через открытый ключ 13 на первый вход сумматора 5,коэффициент перед ачи которого равен единице. Вследствие этого через открытый ключ 18 конденсатор 19 заряжается.до напряжения K,-U, (фиг.Зе ) которое поступает на выходную клемму 25.

45

Во втором цикле работы тактового генератору при поступлении первого импульсного напряжения открываются ключи 6, 21 и 1. .

На выходе сумматора устанавливается напряжение 2К, и, и конденсатор 22 заряжается до напряжения 2(, и, , так как на второй вход сумматора поступает напряжение U, и коэффициент передачи по этому входу

6944

равен К, , а на второй вход сумматора, коэффициент передачи которого равен единице, поступает напряжение с конденсатора 16, равное K,U ,

При поступлении второго импульсного напряжения открываются ключи 13 и 15.

5Ю вый вход сумматора 5 и через откры- тый ключ 15 переписывается на кон-

вый вход сумматора 5 и через откры- тый ключ 15 переписывается на кон-

Напряжение, равное 2-K,Ui , с выхода усилителя 23 поступает на первый вход сумматора 5 и через откры- тый ключ 15 переписывается на кон-

денсатор 16, а напряжение на выходной клемме .24 становится равным 2-К,-и, (фиг.2)...

Таким образом, на первом выходе устройства напряжение ступенчато нарастает и становится равным 2 K,-U, ,

При поступлении третьего импульсного напряжения открываются ключи 9, 21 и 2,

На выходе сумматора 5 устанавливается напряжение, равное (} и конденсатор 22 заряжается до напряжения , так как на третий вход сумматора поступает напряжение U и коэффициент передачи по этому входу равен Ку , а на первый вход суммато- ра, коэффициент передачи которого равен единице, поступает напряжение с конденсатора 19, равное К, U .

При поступлении четвертого импульсного напряжения открываются. ключи 18 и 13.

Напряжение, равное , , с выхода усилителя 23 поступает на первый вход сумматора и через открытый ключ 18 переписывается на конденсатор 19, а напряжение на выходной клемме 25 становится равным (фиг.2 е ).

Таким образом, на втором выходе устройства напряжение ступенчато нарастает и становится равным . Далее процессы повторяются с периодом 4Т .

В результате этого на выходных клеммах 24 и 25 формируются два независимых ступенчатых напряжения, нарастающие по линейному закону и

сдвинутые на время 2, причем приращение первого ступенчатого напряжения составляет K.,-U, , а приращение второго ступенчатого напряжения составляет Kj и, .

При этом запоминающий элемент 12 используется как временный оперативный элемент памяти для запоминания суммы сигналов, работаюпщй на два

интегратора, что позволяет осуществлять раздельное суммирование изменений двух независимых напряжений с тактовой частотой за интервал времени

Устройство обеспечивает формирование двух независимых ступенчатых напряжений за счет последовательной обработки сначала одного входного сигнала, затем - другого, независимо от первого входного сигнала, путем квантования без преобразования информации, а в результате обработки к аждого из сигналов выводится на соответствующий отдельный вьрсод устройства. При этом экономится оборудование за счет того, что для обоих интеграторов используется один ключ и один запоминающий элемент оперативной памяти.

Кроме того, сформированные ступенчатые напряжения отличаются высокой стабильностью, так как его параметры определяются суммарной нестабильностью коэффициентов передачи сумматора и согласующих усилителей запоминающих элементов. При использовании в схеме формирователя ступенчатого напряжения высокочастотных резисторов легко достижима суммарная нестабильность коэффициентов передачи к концу срока хранения, не превышающая 1%.

При этом исключена временная нестабильность параметров схемы, обус- ловлённая временной нестабильностью и значением емкости Конденсаторов, чт.о позволяет более, чем на порядок, повысить временную стабильность параметров выходного сигнала формиро-,- вателя и обеспечить формирование дву независимых ступенчатых напряжений, нарастающих по линейному .закону. Формула изобретения

Формирователь ступенчатого напря- жения содержащий первый и второй выходные ключи, входы которых пойклю- чены соответственно к- выходам первого и второго запоминающих элементов, а выходы подключены к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого входного ключа, вход которого соединен с первым входом устройства, а управляющий вход - с первым выходом тактового генератора, второй выход которого соединен с управляющим входом первого запоминающего элемента, третий выход - с управляющим входом второго выходного cлючa, четвертьй выход с управляющим входом второго запоминающего элемента, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения фop шpoвaния двух независимых выходных сигналов, в него введены второй входной ключ, первый и второй элементы ШШ, третий запоминающий элемент и третий выходной ключ, выход которого Ьоединен с первым входом сумматора, вход - с выходом третьего запоминающего элемента, вход которого соединен с выходом сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго выходного ключа, вход

которого соединен с вторым входом устройства, а управляющий вход - с третьим выходом тактового генератора, первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом третьего запоминающего

элемента, а второй вход - с управляющим входом первого выходного ключа и первым выходом тактового генератора, четвертый выход которого соединен с первым входом второго элемента ШШ, выход которого соединен с управляющим входом третьего выходного ключа, второй вход - с вторым выходом тактового генератора.

Фиг. г

ИзоОретение относится к импульсной технике и может быть использо,ванЬ при формировании напряжений с высокой стабильностью параметров вы;ХОдного сигнала. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечений формирования двух независимых сигналов. В устройство, содержащее выходные ключи 1 и 2, запомйнакицие элементы 3 и 4, сумматор 5, входной ключ 6, первый вход 7 устройства, тактовый генератор 8, для достижения цели введены второй входной ключ 9, элементы ИЛИ 1О и 11, запоминакнций элемент 12, третий выходной 13, второй вход 14 устройства и новые связи. Запоминающие элементы 3, 4 и 12 выполнены соответственно на йлючах 15, 18 и 21, конденсаторах 16, 19 и 22, усилителях 17, 20 и 23, Устройство обеспечи- вает формиров ание двух независимых . ступенчатых напряжений за счет последовательной обработки сначала одного входного сигнала, затем другого, независимо от первого входного сигнала путем квантования без преобразования информации. Результаты обработки каждого из сигналов выводятся на соответствуничий отдельный выход устройства. 1 ил. с S (Л 70 1чЭ CD О СО 4i

Редактор Н.Марголина

Составитель А.Горбачев Техред Л.Олейник

Заказ 4338/58Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Корректор С. Черни