Элемент с управляемой проводимостью Советский патент 1986 года по МПК G06G7/12 

tc

а «Kj

4 СдЭ 00

Изобре1ение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в устройствах предварительной обработки измерительной информации. Цель изобретения-- повышение точности работы элемента при управлении средним значением проводимости по множительно-квадратичному закону. Поскольку сглаживающие конденсаторы в данном элементе имеют достаточно большие емкости, то пульсацией напряжения на них в сравнении с уровнем входного напряжения элемента можно пренебречь, а.следовательно, импульсно-управляемые резисторы можно считать развязанными по переменному току, что позволяет в установившемся режиме рассматривать только средние значения проводимостей импульсно-управляемых рес зисторов, а также средние значения напряжений на сглаживающих конденсаторах. Изобретение дополнительное к авт.св. № 115993. 1 ил.

Ю Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в устройствах предварительной обработки измерительной информации. Целью изобретения является повышение .точности работы элемента при управлении средним значением проводимости по множительно-квадратичному закону. На чертеже изображена функциональная схема элемента с управляемой проводимостью. Элемент с управляемой проводимостью содержит четыре импульсноуправляемых резистора 1-А, которые выполнены в виде последовательно соединенных ключа 5 и резистора 6, первый 7 и второй 8 инверторы, три сглаживающих конденсатора 9-11, два повторителя 12 и 13 напряжения, ключ 14, первый 15 и второй 16 управляющие входы,информационный вход 17 и выход 18. Элемент с управляемой проводимостью работает следующим образом. С управляющего входа 13 на вход инвертора 7 и управляющий вход импульсно-управляемого резистора 1 поступает первый сигнал-сомножитель в виде широтно-импульсного сигнала ,(ШИМ-сигнала с относительной длительностью QI 0|/Т). Ключ 5 импульсно-управляемого резистора 1 замкнут в течение промежутка времени Ci и разомкнут в течение промежутка времени Т-с,. Ключ 14 изменяет своё состояние так, что в течение промежутка времени он замкнут, а в течение промежутка времени 1, разомкнут,, т.е. ключи 5 и 14 работают в противофазе. Аналогично работают ключи 5 импульсно-управляемых резисторов 2 и 4, на управляющи:е входы которых поступает с входа 1 б второй сГигнал-сомножитель в виде ИММ-сигнала с относительной длительностью 8. . На управляющий вход ключа 5 третьего импульсноуправляемого резистора поступает ШИМ-сигнал 0 . При рассмотрении работы предла.гаемого элемента с управляемой передаточной проводимостью предполага- 55 ется, что сглаживающие конденсаторы 9-11 имеют достаточно большие емкое ти, так что пульсациями напряжения 1267438 на на на не 5 же ти эл зи за 10 об ви ср а н 15 мо Т ЛО гд г л г 2 уровнем входного их в сравнении с поступающего яжения элемента. нформационный вход 17, можно преечь. Благодаря такому предпопою в пределах практически допусй погрешности функционирования ента импульсно-управляемые реоры 1-4 можно считать развяыми по переменному току. Это оятельство позволяет в устаноемся режиме рассматривать только ние значения их проводимостей, кже средние значения напряжений глаживающих конденсаторах 9-11. начение передаточной проводии элемента в среднем за период вторения управляющих ШИМ-сигнаопределяется выражением u.-Uf I - среднее значение тока, поступающего во внешнюю цепь со стороны выходного зажима 18 элемента; напряжение на входном зажиме 17 элемента; напряжение на выходном зажиме 18 элемента. реднее .значение тока I равно , + I I. среднее значение тока,поступающего во внешнюю цепь элемента с управляемой проводимостью Со стороны импульсно-управляемого резистора 2, среднее значение тока,поступающего во внешнюю цепь элемента с управляемой проводимостью со стороны импульсно-управляемого резисTopci 4. реднее значение первой составей выходного,тока равно I, (и., и. - выходное напряжение повторителя 12, которое при единичном коэффициенте передачи равно напряжению на конденсаторе 9; - проводимость резистора 6 импульсно-управляемого резистора 2, Среднее значение напряжения на конденсаторе 9 найдем из условия ди намического равновесия процесса его перезаряда где Q ,а -приращение заряда кон денсатора 9 в процессе его заряда; . uQ -потеря заряда конденса тора 9 в процессе его разряда. Конденсатор 9 заряжается при замкнутом ключе 5 и разомкнутом ключе 14, а разряжается при противоположных упомянутых состояниях ключей 5 и 14. Ток заряда равен ( G и - среднее значение напряжения на конденсаторе 9; G - проводимость резистора 6 импульсно-управляемого резистора 1. Ток разряда равен (,,) С Из уравнения (3) с учетом выражений (5) и (6) найдем, что Ug и, и ч- ()9,. (7) Из выражения (3) с учетом (7) следует, что первая составляющая выходного тока лемента с управляемой передаточной проводимостью равна 1 (и,-и) ,e,, (8) Вторую составляющую Ij выходного тока элемента найдем из следующих соображений. Условием динамического равновесия процесса перезаряда конденсатора 11 является уравнение где 4Q зар приращение заряда конденсатора 11 в процессе его заряда; - потери заряда конденсатора 11 в процессе его разряда. 38, Конденсатор 11 заряжается в течение промежутка времени г на очередном периоде Т повторения прямоугольных импульсов ШИМ-сигнала 9 когда ключ 5 импульсно-управляемого резистора 3 разомкнут, а ключ 5 импульсно-управляемого резистора 4 замкнут. Конденсатор 11 разряжается при противоположных упомянутых состояниях ключей 5 импульсно-управляемых резисторов 3 и 4. Ток заряда равен Ц,р Ub-(.) , , (10) де и - среднее значение напряжения на конденсаторе 11; G - проводимость резистора 6 импульсно-управляемого резистора 3. Ток разряда равен -и -и„ь , где С - проводимость резистора 6 импульсно-управляемого резистора 4. Уравнение баланса (9) с учетом ыражений (10) и (11) принимает вид ( ) Gg€, и„ G(T-c,).(12). При Gg G получим и„ (иб-У5).9 (13) Принимая во внимание выражение (7), из выражения (13) получим Ui, 4-%)s.0. Тогда среднее значение тока Ij, поступающего на внешнюю цепь элемента с управляемой проводимостью со стороны импульсно-управляемого резистора 4, будет равно Т -и (1-е,) --2 (1 6 -() G8,0/1-ep (15) Тогда из выражения (4) с учетом выражений (10) и (15) при условии Р (21 р (5) pfO, (, - (, G получим I () G0,e о & --iили согласно выражению (1) g G9,6l.

Формула изобретения Элемент с управляемой проводимостью по авт.св. № 1151993, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности работы при управлении средним значением проводимости элемента, в него введены второй инвертор, третий сглаживающий конденсатор и последовательно соединенные третий и четвертый импульсно-управляемые резисторы, общий вывод которых подключен к выходу второго повторителя, а свободные выводы подключены соответственно к вы674386

ходу первого повторителя и входу второго повторителя, общий вывод ключа и масштабного резистора третьего импульсно-управляемого резистора чеУ рез третий сглаживающий конденсатор соединен с общим выводом ключа и масштабного резистора четвертого импульсно-управляемого резистора, управляющий вход четвертого импульс10 но-управляемого резистора подключен к второму управляющему входу элемента и через второй инвертор к управляющему входу третьего импульсноуправляемого резистора.