Развертывающий преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G06G7/12 

4ib 4

Од О) О9

к

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импуль- сным преобразованием сигнала, может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. № 1332336.

Цель изобретения - повьшение помехоустойчивости.1Q

На фиг.1 изображена функциональная схема многозонного развертывающего преобразователя} на фиг.2 - функцио- . нальная схема кольцевого сч тчика; на фиг.З - функциональная схема блока 15 функции Логический порог ; на фиг.4- функциональная схема генератора так- то вых иьшульсов регулируемой частоты; на фиг.З - функциональная схема ре- ле1 Шого блока; на фиг.6-8-временные 20 диаграммы сигналов.

Преобразователь содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор 3, релейные блоки А,, ...,4j,, генератор 5 тактовых импульсов, счетчик 6 Джон- 25 сона, блок 7 функции Логический порог, вход 8, выход 9, В-триггеры 10,,...,10„, элемент ИЛИ-НЕ 11.,счетный вход 12, разрядные выходы 13,,., ...,13, элементы И 14,,...,|4g, эле- 30 мент ИЛИ 15, входы блока функции Логический порог 16, ,... , 164,, выход 17, генератор 18 HNmynbCOB высокой гшстоты, делитель 19 частоты, зле- мент НЕ 20, элементы функции ЗАПРЕТ 35 21 и 22, элемент ИЛИ 23, управляющий . вход 24, выход 25, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой масштабные резисторы 26-32, ключевой транзистор 33, операционный 40 усилитель 34, информационный вход 35, вход 36 регулировки порога, выход 37, вход 38 напряжения смещения, шину 39 нулевого потенциала.

На фиг.6, 7 и 8 обозначены: x(t) -45 сигнал с входа 8; Y(j(t) - выходной сигнал интегратора 3; Yp,-(t),Yp2(t) , Ypa(t) выходные сигналы релейных блоков 4,,..,,4,; Ya,(t) - сигнал на выходе 9; Q,, Qg, РЗ сигналы нг выходах счетчика 6;, f - частота генератора 18 импульсов высокой частоты; k - коэффициент деления частоты; +А - максимальная амплитуда импульсов на выходе 9; t, - момент времени превышения входным сигналом первой модуляционной зоны; t момент времени переориентации релейного блока .) /СУ/ /Bpf - свободный уровень

пороговых значений Jt В ;tj, - начальный момент времени, когда на первом выходе счетчика 6 присутствует Лог. 1.

Многозонный развертывающий преобразователь работает следующим образом.

Кольцевой счетчик 6 (фиг.2) содержит включенные последовательно D- триггеры IО, ,...., 10„, С-входы которых соединены и образуют счетный вход 12 вькоды D-триггеров 10, ,...,10, подключены к входам элемента ИЖ-НЕ 11 , выход которого подключен к входу D- триггера 10, младшего разряда и к выходу старшего разряда 13,, кольцевого счетчика 6.

Блок функции Логический порог (фиг.З) содержит элементы И 14,,..., 14 и элемент ИЛИ 15. На фиг.З блок выполнен дпя работы с кольцевым счетчиком 6 на 5 разрядов.

Генератор 5 тактовЬгх импульсов регулируемой частоты (фиг.4) содержит генератор 18 импульсов высокой частоты, делитель частоты 19, элемент НЕ 20, элементы функции ЗАПРЕТ 21 и 22, элемент ИЛИ 23.

Релейный блок (фиг.З) содержит операционный усилитель 34, ключевой транзистор 33, масштабные резисторы 26-32.

Первый и второй сумматоры 1 и 2 имеют единичный коэффициент передачи. Выходной сигнал интегратора 3 осуществляет управление релейными блоками 4,...,4ц, которые выполнены с неинвертирующей петлей гистерезиса и симметричными относительно нуля порогами переключения ±В. Выходной сигнал этих блоков меняется дискретно в пределах±А/п. Наличие Лог. 1 на входе регулировки порога переключения приводит к уменьшению пороговых уровней.

Наличие Лог. О на управляющем входе 24 генератора 3 тактовых .импульсов регулируемой частоты обеспечивает ,минимальное значение частоты выходных импульсов. При подаче Лог. 1 частота возрастает до максимального значения.

ЕЛОК функции Логический порог 7 формирует на выходе Лог. 1 при наличии на выходах счетчика 6 одной или более избыточных кодовых I. Разрешенной комбинацией счетчика 6 является комбинация с одной 1. В этом

«

случае сигнал на выходе блока 7 функции Логическ1Ш порог равен Лог. О.

При рассмотрении работы ограничимся п 3. Положим также, что пороги переключения релейных блоков 4 1 удовлетворяют условию |В,1 ,|, причем 1в,. Наличие 1 на входе регулировки порога соответствующего репейного блока А- приводит.к выполнению условия

|в;| |Во1.

При включении релейные блоки А,,,.,, ..4,Aj устанавливаются в произвольные, например положительные (фиг,66, в,г), состояния. Выходной сигнал интегратора 3 нарастает в отрицатель юм направлении (фиг.6а), что приводит к

15 ходится релейный блок 4,. С приходом очередного тактового импульса с выхода генератора 5 тактовых импульсов регулируемой частоты (фиг.бе) выполняется условие (фиг.8а) ( 1

последовательному переключению релейных блоков 4, , Aj, (фиг.6 б,в). Выход-20 Is, - |В,|. ные сигналы релейных блоков 4,, 4 з взаимно компенсируются (фиг.6 в,г), Это влечет за собой переход релей- а релейный блок 4, переходит в режимного блока 4 в статическое состоя- периодических автоколебаний (фиг.бб),ние и возникновение режима автоколе- обеспечивая на выходе 9 поток импуль- 25баний в тракте релейного блока 4

сов со средним за период автоколебаний нулевым .значением (фиг.бд). Выходной сигнал интегратора 3 имеет форму симметричной пилы с амплитудой, нормируемой порогами переключения релейного блока 4, (фиг.ба).

Наличие сигнала на входе 8 (фиг.ба) приводит к изменению производной развертки на вькоде интегратора 3 и влечет за собой изменение скважности импульсов на выходе релейного блока 4| и выходе 9 (фиг.6 б,д). При выполнении условия Ix(t)( |А/3( выходной сигнал формируется в первой

(фиг.8 б,в). Третий тактовьм импульс обеспечивает Q 1- (фиг.8ж) и условие (1в,1 lBj)c|B,l

(фиг.8а), что приводит к статическо- 30 му режиму релейных блоков 4,, 4 (фиг.8 б,в) и динамическому режиму релейного блока 4з (фиг.8а,г). Таким образом, осуществляется эстафетный

режим работы релейных блоков 4,

4.J, при котором улучшается надежность работы вследствие более равномерного распределения потерь мощности между всеми релейными блоками.

При появлении на выходе счетчика

модуляционной зоне, ограниченной пре- 6 избыточной 1 происходит сбой ал- дел ами ±А/3. Начиная с момента време- горитма работы, так как свободный ни t

.J, когда Ix(t)| |А/3| (фигЛа), происходит переориентация релейного блока 42 в положительное состояние (фиг.7 б,г) и пер еход во вторую моду- |ля1Ц онную зону (фиг.7е).

уровень СУ может оказаться занятым сразу двумя и более пороговыми значениями релейных блоков 4;,,...,4.

Как только на выходе счетчика 6 появляется лишняя.единица, генератор 5 тактовых импульсов переводится в режим высокочастотной генерации и производится обнуление счетчика 6. Длительность этого процесса в 10 - 10 раз вьше .собственной частоты автоколебаний, поэтому процесс возврата системы в разрешенное состояние достигается практически мгновенно без каких-либо существенных нарушений алгоритма работы. После ликв1здации избыточной 1 частота генератора 5 тактовых импульсов устанавливается номинальной.

Выходные сигналы релейных блоков 4., 4, суммируются (фиг.7 г,д), что обеспечивает устойчивый режим автоколебаний во второй модуляционной зоне.

Однако процесс восстановления разрешенного кода происходит с частотой генератора 5 тактовых импульсов и по времени может оказаться недопустимо большим, что приводит к нарушению алгоритма работы. Для устранения этого недостатка введен блок,7 функции Ло

гнческий порог. При наличии на выходах кольцевого счетчика 6 хотя бы одной лишней 1 на выходе блока 7 функции Логический порог появляет ся Лог. Г .

Наличие Лог. 1 на управляющем входе генератора 5 тактовых импульсов регулируемой частоты приводит к

Q резкому увеличению частоты его выходных импульсов.

При Q, 1 (фиг.Вд) выполняется условие (1В,| IBJ ) |Bjfc (фиг.Ва) и в режиме переключений на15 ходится релейный блок 4,. С приходом очередного тактового импульса с выхода генератора 5 тактовых импульсов регулируемой частоты (фиг.бе) выполняется условие (фиг.8а) ( 1

, - |В,|. Это влечет за собой переход релей- ного блока 4 в статическое состоя- ние и возникновение режима автоколе- 25баний в тракте релейного блока 4

, - |В,|. Это влечет за собой переход релей- ного блока 4 в статическое состоя- ние и возникновение режима автоколе- 25баний в тракте релейного блока 4

(фиг.8 б,в). Третий тактовьм импульс обеспечивает Q 1- (фиг.8ж) и условие (1в,1 lBj)c|B,l

(фиг.8а), что приводит к статическо- 30 му режиму релейных блоков 4,, 4 (фиг.8 б,в) и динамическому режиму релейного блока 4з (фиг.8а,г). Таким образом, осуществляется эстафетный

режим работы релейных блоков 4,

4.J, при котором улучшается надежность работы вследствие более равномерного распределения потерь мощности между всеми релейными блоками.

При появлении на выходе счетчика

6 избыточной 1 происходит сбой ал- горитма работы, так как свободный

50

55

уровень СУ может оказаться занятым сразу двумя и более пороговыми значениями релейных блоков 4;,,...,4.

Как только на выходе счетчика 6 появляется лишняя.единица, генератор 5 тактовых импульсов переводится в режим высокочастотной генерации и производится обнуление счетчика 6. Длительность этого процесса в 10 - 10 раз вьше .собственной частоты автоколебаний, поэтому процесс возврата системы в разрешенное состояние достигается практически мгновенно без каких-либо существенных нарушений алгоритма работы. После ликв1здации избыточной 1 частота генератора 5 тактовых импульсов устанавливается номинальной.

Таким образом, многозонный развертывающий преобразователь имеет более высокую помехоустойчивость.

Формула изобретения

Развертывающий преобразователь по авт. св. № 1332336, отличающий с я тем, что, с целью повьше- ния помехоустойчивости, в него введен блок функции Логический порог, входы которого подключены к разрядным выходам счетчика Джонсона, кроме последнего, последний разрядный выход счетчика Джонсона подключен к управляющему входу п-го релейного элемента, выход блока функции Логический порог соединен с управляющим входом генератора тактовых импульсов.

Изобретение относится к усилительным устройст ва 4 с широтно-им- пульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Многозонный развертывающий преобразователь содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, интегратор 3, релейные блоки 4,,...,4, генератор 5 тактовых ит-шульсов регулируемой частоты, счетчик 6 Джонсона, блок 7 функции Логический порог, вход 8 и выход 9. Многозонный развертывающий преобразователь работает в автоколебательном режиме, релейные блоки периодически подключаются в работу, в случае возникновения помехи скачком изменяется частота сигнала генератора тактовых импульсов регулируемой частоты, что приводит к более быстрому подключению -релейных блоков и ликвидации влияния помехи. 8 ил. (Л

-{

Ю,

г

Ю9

ш Ш га

I

Jh

)3л jtf

г

ДЙ

fl

Фиг. г

JS

17

.З

Я

35 tt

8з Bt

Sutli

17

:§

.. / /

г в

d о

-|Ые/

IS

21

17

G

фиг.5

7

t t

Л

:

Sf

vea

а

1

s i

I

:

W

CG

„cs о

0

и i о

г о

8 е о

же

iSflS.