МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1965 года по МПК H03K3/29 G06F1/00 

Известен многоустойчивый элемент, содержащий нелинейный четырехполюсник с многогорбой амплитудно-частотной характеристикой и цепью линейной обратной связи.

Предлагаемый элемент отличается от известного тем, что в нем в качестве нелинейного четырехполюсника использованы последовательно включенные фазовый детектор и генератор, период колебаний которого пропорционален напряжению на его входе, выходные зажимы генератора подсоединены ко входу опорного напряжения фазового детектора, а фазовый детектор подключен также к источнику напряжения питания основной частоты. Это повышает надежность получения большого количества устойчивых состояний, различающихся частотой и фазой.

На фиг. 1 представлена амплитудно-частотная характеристика синхронного фазового детектора; на фиг. 2 - блок-схема устройства; на фиг. 3 - принципиальная схема синхронного фазового детектора.

Напряжение питания схемы U частоты / (см. фиг. 2) поступает :На вход / фазочувствительного детектора 2. Выход фазового детектора подключен ко входу управляемого генератора 3. Одной из удобных является линейная (на чертеже показана пунктирной линией) характеристика управляемого генератора вида

,

(1)

где Т-период колебаний, (У -входное (управляющее) напряжение генератора.

В свою очередь, выход генератора замыкается на фазовый детектор таким образом, что выходное напряжение (f/выл-) генератора оказывается опорным напряжением детектора. Рассматриваемая схема может захватываться на любой субгармоннке частоты -

(где / - частота напряжения питания) и удерживаться на этой субгармонике в широких пределах изменения /. Действительно, когда генератор генерирует колебания частоты

(являющиеся, как уже указывалось,

опорным сиг-налом детектора), напряжение питания детектора /„ будет являться ге-й гармоникой по отношению к колебаниям частоты /о- В соответствии с характеристикой (отображающей свойства синхронного детектора при несимметричном опорном сигнале и емкостной нагрузке) при любом целом (/, 2, ...) на выходе детектора должно появиться

постоянное напряжение, поступающее на генератор и приводящее к захвату системы на

частоте Частота fo является, таким образом, п-й субгармоникой по отношению к частоте питания /. Устойчивые состояния образуются в местах пересечения характеристик детектора и управляемого генератора. Поскольку при отсутствии опорного напряжения выходное напряжение детектора равно нулю, многоустойчивый элемент возбуждается жестко только после подачи внешнего управляющего сигнала. Управление молсет осуществляться двояко: либо путем подачи некоторого постоянного напряжения на вход генератора, либо путем подачи внешней субгармопики на фазовый детектор в качестве опорного напряжения. Места съема и подачи постоянного управляющего напряжения обозначены соответственно через 4 и 5, места съема и подачи переменного управляющего напряжения - через и 7. В зависимости от величины постоянного или частоты переменного управляющего напряжения многоустойчивый элемент возбуждается на определенной субгармонике, и в дальнейщем колебания продолжаются на этой субгармонике. Поскольку элемент является по существу делителем с управляемым коэффициентом деления частоты, в нем каждая га-я субгармоника имеет п. состояний, отличающихся по фазе. Таким образом, общее число 5 стабильных состояний политрона определяется как состоя-ние, отличающееся по частоте. Каждое из таких состояний В:ключает в себя еще / состояний, отличающихся по фазе (, ...,«). В соответств:ии € формулой суммы арифметической прогрессии л(ге-)- 1). при управлении частотой однозначно определяются как уровень постоянного напряжения, так и фаза колебаний, тогда как при управлении постоянным напряжением однозначно определяется только частота, а фаза может находиться в одном из / устойчивых, состояНИИ. Это обстоятельство определяет больщую гибкость политрона и возможность использования его как для детерминированных операций, так и для выработки новой информации в самообучающихся и самоорганизующихся системах. Перевод политрона из одного устойчивого состояния в другое осуществляется после временного снятия напрял ения питания. Величина п принципиально ничем не ограничивается и может быть очень высокой. В связи с тем, что в схеме политрона полностью отсутствуют избирательные элементы, частотный диапазон рабочего режима также практически ничем не ограничен. Чувствительность к изменениям амллитуды напряжения питания определяется усилением, получаемым в детекторе и генераторе. При неинверсной схеме детектора и генераторе с внешним питанием коэффициент усиления достаточно высО;К и элемент не реагирует на резкие изменения амплитуды питающего напряжения. Поскольку связь между ам плитудой постоянного напряжения и частотой (периодом) определяется свойствами управляемого генератора, с изменением амплитуды питающего напряжения никакого изменения выходных величин (амплитуды и частоты) не происходит. Изменение частоты питающего напряжения приводит к пропорциональным изменениям этих величин у всех элементов, что не будет сказываться на нормальной работе устройства в целом. Предмет изобретения Многоустойчивый элемент, содержащ-ий нелинейный четырехполюсник с мцогогорбой амплитудно-частотной характеристикой и цепью линейной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности получения большого количества устойчивых состояний, различаюшихся частотой и фазой, в нем в качестве нелинейного четырехполюсника использованы последовательно включенные фазовый детектор и генератор, период колебаний которого пропорционален напряжению на его входе, выходные зажимы генератора подсоединены ко входу опорного напряжения фазового детектора, а фазовый детектор подключен также к источнику напряжения питания осповной частоты.

О 1 Z 3 5 6 7 6 9 W

V, иг.1

i Stiul)