Устройство сопряжения аналогового процессора с вентильным коммутатором Советский патент 1991 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аналого-цифровом моделировании машинно-вентильных систем сопряжения аналогового процессора с вентильным коммутатором.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый операционный усилитель 1 (ОУ1), первый масштабный резистор 2 (Ri), второй масштабный резистор 3 (Ra). третий масштабный резистор 4 (Ra), четвертый масштабный резистор 5 (Рд), выход устройства 6, второй операционный усилитель 7 (ОУ2), пятый масштабный резистор 8 (Rs), шину 9 связи с аналоговым

процессором, шестой масштабный резистор 10 (Re), корректирующий конденсатор 11 (С), информационный вход 12 устройства.

Устройство сопряжения аналогового процессора с вентильным коммутатором работает следующим образом,

Поданный на информационный вход 12 сигнал UBX через делитель, образованный пятым и шестым масштабными резистора 8 и tO, подается на неинвертирующий вход первого операционного усилителя 1 с коэффициентом передачи KI (Ri + R2)/Ri, далее через делитель, образованный третьим и четвертым масштабными резисторами 4 и 5, сигнал подается на неинвертирующий вход второго операционного усилителя 7, который работает как повторитель напряжения.

Os

о ел ел ел

Сигнал с выхода второго операционного усилителя 7 поступает через делитель напряжения, образованный пятым и шестым масштабными резисторами 8, 10, на неинвертирующий вход первого операционного усилителя 1. Выходное напряжение 1)Вых снимается после делителя 4,5, оно же через повторитель напряжения (ОУ2), подается на шину 9 связи с аналоговым процессором.

Под коэффициентом передачи KI операционного усилителя 1 подразумевается отношение напряжения на его выходе к входному напряжению (имеется в виду напряжение непосредственно на неинвертирующем входе ОУ1). В данном случае первый операционный1 усилитель 1 включен по схеме неинвертирующего усилителя, поэтому его коэффициент передачи Ki (Ri + R2)/Ri.

Условие настройки устройства, обеспечивающее независимость выходного тока 1вых от величины нагрузки, запишется так R5 R2 Re/Ri.

С учетом приведенного выше условия настройки можно записать передаточные отношения устройства по току и напряжению

iBb,x(P)/UBx(P) R2/RiR3 -e(P);

иВых{Р)/иВх(Р) RaR4/RiR3 Ј (Р), где (Р) - функции ошибки, показывающая зависимость коэффициента передачи устройства для сопряжения от частоты.

Функция ошибки вводится в выражения передаточных отношений устройств для подчеркивания неидеальности этих устройств. В идеальном случае функция ошибки должна иметь нулевую фазу и единичную амплитуду. В данном случае е (Р) - это функция ошибки, обусловленной ограниченностью полосы усиления операционного усилителя 1.

- Для предлагаемого устройства е (Р) имеет вид

с (Р) (Тр + 1) /(Т2 р2/а + Т р + 1), где (R3 + R4

T CK2R2/Ki,

С Ki/R2 , где й)ед1 - полоса единичного усиления первого операционного усилителя 1.

Введение корректирующего конденсатора Ск приводит к расширению диапазона рабочих частот, Приведем выражение функции ошибки устройства без корректирующего конденсатора

Е(Р)1/(ТоР/а+1), где То Ki/Юед; а Rs/(R3 + R).

Можно показать, что фазовая погрешность Јо(Р) имеет величину первого порядка малости, тогда как фазовая погрешность F(P) имеет величину второго порядка мало- сти.

Расширение диапазона рабочих частот с помощью корректирующего конденсатора Ск видно из выражения е(Р) если учесть, что

Я

р « Тр « 1. Величина четвертого масштабного резистора R4, на который нагружено устройство, определяется из условия

(ивыхтах/1выхтах - R3 R4 (RiUBblxmax/R2Uexmax-l)R3,

где ивыхтах и выхтзх - максимально допустимые значения выходных напряжений тока первого операционного усилителя l. максимальное входное напряжение устройства, т.е. величину RQ выбирают так, чтобы сумма сопротивлений РЗ и RA была бы не меньше минимально допустимой нагрузки для операционного усилителя ОУ1, исходя

из его допустимых и8ыхтах и 1Выхтах. Для обеспечения линейности работы операционного усилителя 1 максимальная величина R4 должна быть не больше правой части неравенства, которая получается после преобразования отношения напряжения на выходе операционного усилителя 1 к напряжению на входе всего устройства.

Величины сопротивлений масштабных резисторов 2, 3, 8, 10 желательно брать одинаковыми для предотвращения разброса параметров.

Формула изобретения Устройство сопряжения аналогового процессора с вентильным коммутатором,

содержащее первый и второй операционные усилители, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой масштабные резисторы, причем первый, второй, третий и четвертый масштабные резисторы включены последовательно, свободные выводы первого и четвертого масштабных резисторов соединены с шиной нулевого потенциала, о бщие выводы первого и второго, второго и третьего масштабных резисторов

соединены соответственно с инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя, а общий вывод третьего и четвертого масштабных резисторов подключен к инвертирующему входу второго

операционного усилителя и является выходом устройства, пятый масштабный резистор включен между неинвертирующим входом первого операционного усилителя и шиной связи устройства с аналоговым процессором, к которой подключены инвертирующий вход и выход второго операционного усилителя, шестой масштабный резистор включен между информационным входом устройства и инвертирующим входом первого операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих мест,в него введен корректирующий конденсатор, который включен между инвертирующим входом первого операционного усилителя и шиной нулевого потенциала.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аналого-цифровом моделировании машинно-вентильных систем сопряжения аналогового процессора с вентильным коммутатором. Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот. Устройство сопряжения содержит операционные усилители 1, 7, масштабные резисто- ты 2-5, 8, 10, шину 9 связи с аналоговым процессором, корректирующий конденсатор 11с соответствующими связями. Введение корректирующего конденсатора позволяет расширить диапазон рабочих частот. 1 ил. fe