Развертывающий преобразователь Советский патент 1986 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычисли- . тельных машинах.

Цель изобретения - повьппение точности работы.

На фиг.1 изображена функциональная схема развертывающего преобразования; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы сигналов.

Схема (фиг.1) содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор 3, элемент 4 задержки, первый, второй, .. п-й релейИ)1е элементы 5-1 5-2, ..,, 5-п, дополнительный релейный элемент 6, вход 7 и выход 8.

Ка фиг.2 и 3 приняты обозначения у (t) - сигнал на выходе 8, x(t) 8ЫХ. .

сигнал на входе 7, у.р (t) - сигнал на выходе дополнительного релейного элемента 6; у (t) - сигнал на выходе первого релейного элемента 5-1; ) сигнал на выходе второго релейного элемента 5-2; iA - максимальный амлитудный диапазон сигналов на входе 7 и выходе 8.

Развертывающий преобразователь работает следукщим образом.

Релейные элементы 5-1, 5-2, ..., 5-п и дополнительный релейные элемент 6 выполнены с неинвертирующей петлей гистерезиса и симметричными

.относительно нуля порогами переключения ±В, Коэффициенты передачи первого и второго сумматоров 1 и 2 принимаются равными единице.

Положим, что коэффициент передачи преобразователя по отношению к входному сигналу равен единице, а число релейных элементов соответствует минимальному - трем, т.е. входят первый и второй релейные элементы 5-1, 5-2 и дополнительный релейный элемент 6. Дальнейшее увеличение числа релейных элементов приводит лишь к увеличению числа моду ляционных зон.

Рассмотрим временные диаграммы сигналов (фиг.2) при условии, что первый и второй релейные элементы 5-1 и 5-2 и дополнительный релейный элемент 6 имеют пороги переключения ± В ,, t В , 1 В., удовлетворяющие условию (фиг. 2 б)

/iB,-/ /±B.,,/ /±Bj/,

Когда сигнал с входа 7 (фиг.2 а) находится в первой зоне - А/3, причем |x(t)| « I- А/3|, в режиме переключения работает первый релейный элемент 5-1 (фиг. 2 в), а состояние выходных данных сигналов второго

релейного элемента 5-2 и дополнительного релейного элемента 6 фиг.2 г,д) противоположно, что приводит к их взаимной компенсации. В результате на выходе 8 (фиг. 2 е) формируются

импульсы, которые полностью повторя- ют форму сигнала на выходе первого релейного элемента 5-1 (фиг. 2 в). При этом режим автоколебаний реализуется следующим образом, В один

из полуциклов развертывающегося преобразования сигнал на выходе интегратора 3 формируется под действием разности сигналов на входах первого сумматора 1, а в другом полуцикле под действием суммы этих сигналов

(фиг. 2 а, б, е). Переключение первого релейного элемента 5-1 происходит не в моменты времени выполнения условия I Y,(t)| IB J , а с задержкой t, определяемой параметром элемента А задержки блока (фиг. 2 б) , Это приводит к увеличению амплитуды пилы Y|(t) относительно пороговый уровней ±В и снижает частоту автоколебаний, однако не отражается на постоянной составляющей выходных импульсов,, уровень которой за период . автоколебаний достигает величины, пропорциональной сигналу, на входе 7.,.

Максимальное приращение амплитуды развертки из-за элемента 4 задержки соответствует переходу выходным сигналом интегратора 3 с максимальной производной на минимальную (фиг. 2 б).

Предположим, что в момент времени t (фиг. 2 а) сигнал на входе 7 увеличился до значения, близкого к переходу во вторую модуляционную зону. При отсутствии элемента 4 задержки

это вызвало бы резкое уменьшение частоты импульсов на выходе 8.

Наличие элемента 4 задержки приводит к следующим процессам,

В интервале времени t

(фиг. 2 а, д) производная выходного сигнала интегратора 3 резко возрас- ,тает (фиг, 2 б). Время задержки (фиг,26) оказывается больше йремени, необходимого для достижения Сигналом интегратора 3 уровня ± В , когда второй релейньй элемент 5-2 переключается в состояние ±А/3 (фиг. 2 д) JH на выходе 8 формируется уровень А/3. Скорость изменения выходного сигнала интегратора 3 падает одновременно с изменением знака его производной, с задержкой в момент времени t (фиг. 26, в) происходит переключе- 5 кие дополнительного релейного элемента 6 (фиг.. 2 в), а на выходе 8 (фиг. 2, е) формируется положитель- ньй импульс во второй модуляционной зоне. Это приводит к увеличению про- 0 изводной выходного сигнала интегратора 3, который, изменяясь в отрицательном направлении в момент времени t (фиг. 2 г), вызывает переключение первого релейного элемента 5 5-1. Амплитуда сигнала на выходе 8 вновь уменьшается до значения 1 А/3 (фиг. 2 е), а темп изменения раз- вертки падает. Через время задержки в момент времени t (фиг. 2 б, в) происходит срабатывание дополнительного релейного элемента 6 и изменение знака сигнала на выходе 8 фиг. 2 е).

Начинается новый очередной цикл .развертывающего преобразования. В момент времени tg вновь переключается новый релейный элемент 5-1, а срабатывание дополнительного релейного 30 элемента 6 происходит позднее по истечении времени задержки (фиг. 2 б, в, г). В результате в режиме переключений находятся сразу два (а не

20

25

модуляционной зоне. Тогда по мере роста амплитуды сигнала на входе 7 преобразователь выходит из режима высокочастотной генерации, котор заканчивается в момент времени t (фиг. 2 в). Состояние первого реле ного элемента 5-1 фиксируется (фиг, 2 г) и соответствует состоян второго релейного элемента 5-2 (фиг. 2 д), а импульсы во второй м дуляционной зоне (фиг. 2 е) формируются за счет переключения дополни тельного релейного элемента 6.

Epjfl изменении знака сигнала на входе 7 работа происходит аналогичн при этом в режим одновременных пере ключений на границе раздела зон модуляции входят дополнительный и вто рой релейные элементы 6 и 5-2, первый релейные элемент 5-1 фиксируется в статическом отрицательном состоянии.

Предложенный развертывающий преобразователь по сравнения с прототипом характеризуется более высокой точностью работы за счет сохранения режима автоколебаний на границах модуляционных зон.

Формула изобретени

Развертываюпщй преобразователь} содержащий соединенные последовател

один, как в прототипе) релейных эле- 35 ° первый сумматор и интегратор, к

мента, причем первый релейные элемент 5-1 (фиг. 2 г) опережает моменты времени изменения знака сигнала на выходе дополнительного релейного элемента 6 (фиг. 2 в). Это вызывает резкое увеличение частоты импульсов на выходе 8, которые формируют одновременно в смежных модуляционных зонах, причем только в том случае, когда сигнал на входе 7 подходит к гра- нице раздела зон модуляции развертывающего преобразователя. Тем самым исключаются мертвые зоны режима автоколебаний.

Предположим, что в момент времени t (фиг, 2 а) входной сигнал достиг уровня, который соответствует второй

модуляционной зоне. Тогда по мере роста амплитуды сигнала на входе 7 преобразователь выходит из режима высокочастотной генерации, который заканчивается в момент времени t (фиг. 2 в). Состояние первого релейного элемента 5-1 фиксируется (фиг, 2 г) и соответствует состоянию второго релейного элемента 5-2 (фиг. 2 д), а импульсы во второй модуляционной зоне (фиг. 2 е) формируются за счет переключения дополнительного релейного элемента 6.

Epjfl изменении знака сигнала на входе 7 работа происходит аналогично, при этом в режим одновременных переключений на границе раздела зон модуляции входят дополнительный и второй релейные элементы 6 и 5-2, первый релейные элемент 5-1 фиксируется в статическом отрицательном состоянии.

Предложенный развертывающий пре . образователь по сравнения с прототипом характеризуется более высокой точностью работы за счет сохранения режима автоколебаний на границах модуляционных зон.

Формула изобретения

Развертываюпщй преобразователь} содержащий соединенные последовательвыходу которого подключены входы п релейных элементов, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом второго сумматора, выход которого является выходом преобразователя и подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого является входом преобразователя, дополнительный релейный элемент, выход которого подключен к соответствующему входу второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности работы Б него введен элемент задержки, причем выход интегратора через элемент задержки соединен с входом дополнительного релейного элемента.

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-имг пульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Развертывающий преобразователь содержит первый сумматор 1, присоединенный к входу интегратора 3, выход которого соединен с вхвдами п релейных элементов 5-1, 5-2,..., 5-п, выходы которых подключены с оответствующим входам второго сумматора 2, выход которого является выходом 8 преобразователя, и к первому входу первого сумматора 1, второй вход которого является входом 7 преобразователя, подключенный к соответствующему входу второго сумматора 2 дополнительный релейнь элемент 6, элемент .4 задержки, включенный между выходом интегратора 3 и входом дополнительного релейного элемента 6. В преобразователе обеспечено повьшение точности работы за счет сохранения автоколебаний на границах модуляционных зон. 3 ил. i 1ю I L.J

Составитель О.Отраднов Редактор М.Дылын Техред М,Ходанич .Корректор С.Черни

.-,,.. - --- - - - - - - --- -- - -

в.-- - - -- ------ - -

Заказ 7052/43Тираж 671Подписное

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