Развертывающий преобразователь Советский патент 1989 года по МПК G06G7/12 

4 ел

ьо

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульс- ным преобразованием сигнала и может быть использовано в-аналоговых вычис- лительных машинах.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

На фиг. 1 изображена функциональная схема развертывающего преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов.

Развертывающий преобразователь содежит (фиг.1) вход 1, первый, второй и третий источники питания 2,3 и 4, nepвый, второй и третий автоколебательные блоки 5,6 и 7, суммирующий блок 8 первый, второй и третий переключатели 9, 10 и 11, шину 12 нулевого потенцнала, выход 13, сумматор 14, интегратор 15, релейный элемент 16, делитель, 17 частоты, пропорционально-дифференцирующий элемент 18 и демодулятор 19. На фиг. 2 обозначены; X(t) - сигнал на входе 1; Y,y(t) - выходной сигнал интегратора 15; Y 5УХ1 ( сигнал на первом выходе первого автоколебательного блока 5; tB - пороги переключения релейного элемента 16; Y(t) - выходной сигнал делителя 17 частоты; ) - сигнал на втором выходе первого автоколебательного блока 5; lYjCt) - напряжение на выходе второго источника 3 питания; t(t ) - напряжение на выходе третьего источника 4 питания; ) сигнал на первом выходе второго автоколебательного блока 6; Y 811X4 сигнал на втором выходе второго автоколебательного блока 6; Yjyxyvt) сигнал на первом выходе третьего автоколебательного блока 7; t - момент времени изменения уровня сигнала на входе 1; ti - момент времени возникновения неисправности в первом авто- колебательном блоке 5; t, - момент времени переключения первого переключателя 9; t. - начальный момент времени включения второго источника 3 питания; t 5 - момент, времени переклю чения второго переключателя 10.

Развертывающий преобразователь работает следующим образом.

Первый автоколебательный блок 5 является рабочим, а второй и третий автоколебательные блоки 6 и 7 - резервными.

Сумматор 14 и суммирующий блок имеют единичный коэффициент передачи

во всем диапазоне изменения сигналов на их входах.

Релейный элемент 16 выполнен с неинвертирующей петлей гистерезиса. Его выходной сигнал меняется дискретно в пределах tA.

Коэффициент деления делителя 17 частоты равен 2, тактируется отрицательным фронтом импульсов на его входе и формирует на выходе двуполярные импульсы типа меандр.

Пропорционально-дифференцирующий элемент 18 имеет бесконечно малое значение коэффициента передачи для постоянной составляющей.

Демодулятор 19 служит для выпрямления переменной составляющей выходного сигнала пропорционально-дифференцирующего элемента 18.

При наличии на управляющих входах второго и третьего источников 3 и 4 питания напряжения сигнала их выход ное напряжение равно нулю.

Первый, второй и третий -автоколебательные блоки 5.6 и 7 работают в .режиме автоколебаний с частотно-ши- ротно-импульсной модуляцией и имеют одинаковый принцип действия.

Каждый из автоколебательных блоков содержит информационный канал на основе сумматора 14, интегратора 15 и релейного элемента 16 и диагностический канал на основе делителя частоты 17, пропорционально-дифференцирующего элемента 18 и демодулятора 19.

При отсутствии сигнала с входа 1 (фиг.2,а) на выходе релейного элемента 16 формируется импульс типа меандр со средним нулевым знамением (фиг.2,б). Выходной сигнал интегратора 15 имеет форму симметричной относительно нуля пилы, амплитуда котрой ограничена порогами срабатывания релейного элемента 16 (фиг.2,б).

Наличие сигнала на входе 1 (фиг.2,а) приводит к измененмо частты и скважности выходных импульсов релейного элемента 16, среднее значение которых за период автоколебаний достигает величины, пропорциональной уровню сигнала на входе 1 (фиг.2,б).

Контроль за работоспособностью производится следуницим образом.

Делитель 17 частоты формирует на выходе биполярные импульсы со средн нулевым значением (фиг.2,в). Пара

метры пропорционально-дифференцирующего элемента 18 выбираются такими, чтобы передать переменную составляющую выходного сигнала делителя 17 частоты практически без искажений. В демодуляторе 19 сигнал выпрямляется и дополнительно фильтруется (фиг.2,г). Под действием выходного сигнала демодулятора 19 замыкающий контакт переключателя 9 замыкается и выход 13 подключается к первому выходу первого автоколебательного блока 5. Наличие сигнала на втором выходе первого автоколебательного блока 5 приводит к выключению второго и третьего источников 3 и 4 питания второго и третьего автоколебательных блоков 6 и 7, которые находятся в пассивном резерве.

Предположим, что интегратор 15 в первом автоколебательном блоке 5 оказался неработоспособным. Выходной сигнал на первом выходе первого автоколебательного блока 5 достигает уровня насыщения (фиг.2,б). Тогда делитель 17 частоты переходит в статческое состояние (фиг.2,в), а сигнал на выходах пропорционально-дифференцирующего элемента 18 и демодулятора 19 уменьшаются до нуля (фиг.2,г). Первый переключатель 9 возвращается в исходное состояние (фиг.1), отключая неисправный первый автоколебательный блок 5 от выхода 13. Нулевой сигнал на втором выходе первого автоколебательного блока 5 влечет за cor; бой включение второго и третьего источников 3 и 4 питания (фиг.2,д,ж), выходные сигналы которых нарастают по экспоненциальному закону ввиду наличия выходных фильтров. Одновременно во втором и третьем автоколебательных блоках 6 и 7 возникает режим устойчивых автоколебаний (фиг.2,д,ж) который приводит к росту уровня сигнала на их вторых выходах. Как только напряжение на вторых выходах достигает пороговой величины С, срабатывает второй переключатель 10 (фиг.2,е) и выход 13 подключается к первому выходу второго автоколебательного блока 6. Наличие сигнала на втором выходе второго автоколебательного блока 6 и выходе суммирующего блока 8 приводит к выключению третьего источника 4 питания третьего автоколебательного блока 7 (фиг.2,ж). В случае неисправности второго авто

0

5

0

g

колебательного блока 6 напряжение на выходе суммирующего блока 8 становится равным нулю, первый и второй переключатели 9 и 10 находятся в исходном состоянии, включается третий источник 4 питания, замыкающий контакт третьего переключателя 11 замыкается и выход 13 подключается к первому вьпсоду работоспособного третье- , го автоколебательного блока 7,

Предлагаемый развертывающий преобразователь характеризуется более высокой надежностью работы, так как включение резервных каналов производится только в случае неисправности основного тракта преобразования информации.

Формула изобретения

Развертывающий преобразователь, содержащий три автоколебательных блока, каждый из которых содержит сое25 диненные последовательно сумматор, интегратор, релейный элемент, делитель частоты, пропорционально-дифференцирующий элемент, демодулятор, выход релейного элемента является

Q первым выходом автоколебательного блока и-подключен к первому входу сумматора, второй вход которого является входом автоколебательного блока, вторым выходом которого является выход демодулятора, первый, второй и третий переключатели, замыкающий контакт каждого из которых подключен к первому выходу соответствующего автоколебательного блока, переключающий контакт первого переключателя является выходом развертывающего преобразователя, размыкающий контакт первого переключателя соединен с переключающим контактом второго переключателя, размыкающий контакт которого подключен к переключающему контакту третьего переключателя, размыкающий контакт которого соединен с шиной нулевого потенциала, вторые выходы первого, второго и третьего автоколебательных блоков подключены к управляющим входам соответственно первого, второго и третьего переключателей, входы первого, второго и третьего автоколебательных блоков соединены между собой и являются входом развертывающего преобразователя, первый, вtopoй и третий источники питания соответственно первого, вто35

40

50

55

51451729

рого и третьего автоколебательных равляющему входу второго источника блоков, отличающийся тем, питания и первому входу сумматора, к

второму входу которого подключен второй выход второго автоколебатель- ного блока, выход сумматора соединен с управляющим входом третьего источчто, с целью повышения надежности, введен сумматор, а второй и третий источники питания выполнены управляемыми, второй 1зыход первого автоколебательного блока подключен к упника питания.

ника питания.

Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-им- пульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение надежности работы. Развертывающий преобразователь содержит вход 1, первый, второй и третий источники питания 2,3 и 4, первый, второй и третий автоколебательные блоки 5,6 и 7, суммирующий блок 8, первый, второй и третий переключатели 9,10 и 11, шину нулевого потенциала 12, выход 13. Каждый из автоколебательных блоков содержит сумматор 14, интегратор 15, релейный элемент 16, делитель частоты 17, пропорционально-дифференцирующий элемент 18 и демодулятор 19. При наличии неисправности в первом автоколебательном блоке 5, который является основным рабочим каналом, на его втором выходе сигнал достигает нулевого уровня. Благодаря этому включается второй источник питания 3 и в работу включается исправный второй автоколебательный блок 6. 2 ил. сл

I

%rtt

X

УбыМ

гт

о

о о

о о

i/i7(t)

2)

Г3

УМ

Убых()

t

-iS

)

fPue.Z