СПОСОБ ПЕРЕМНОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ Советский патент 1968 года по МПК G06G7/161 H03K7/08 

Известны способы повышения точности перемножения путем компенсации дрейфа нуля в .импульсных множительных устройствах.

Предложенный способ позволяет повысить точность импульсного перемножения знакопеременных сигналов.

Сущность способа заключается в том, что процесс работы импульсного множительного устройства (ИМУ) разделяется на два чередующихся цикла, в один из которых происходит перемножение сигналов, а в другой - выделение сигнала для компенсации дрейфа нуля ИМУ. В период цикла компенсации проверяется весь такт перемножения за счет прохождения пробного сигнала, которым является один из перемножаемых сигналов. При наличии напряжения дрейфа нуля импульсного множительного устройства на его выходе выделяется постоянная составляющая этого напряжения и подается на вход широтно-импульсного модулятора для компенсации.

Высокая точность перемножения сигналов импульсным множительным устройством достигается, во-первых, за счет проверки всего такта перемножения сигналов; во-вторых, компенсация напрял ения дрейфа нуля импульсного множительного устройства, вызванного нестабильностью характеристик отдельных его элементов или неидентичностью элементов (ключей), которая -проявляется по-разному в

зависимости от величины и полярности перемножаемого сигнала, осуществляется самим сигналом.

На чертеже приведена блок-схема ИМУ, поясняющая предложенный способ (/-широтноимпульсный модулятор (ШИМ); 2 и 3 - триггеры; Ki и /Сб - электронные ключи; 4, 5- фильтры; 6 - импульсный усилитель; 7 - импульсный трансформатор; Ujf, Uy -перемножаемые входные сигналы; L/зап -импульсы напряжения запуска ШИМ; f/вых - выходное напряжение, пропорциональное произведению сигналов и и у U - импульсное напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна произведению сигналов Ujf, и у-, и -импульсное напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна напряжению дрейфа нуля ИМУ; и -управляющее напряжение ШИМ для

компенсации дрейфа нуля).

Импульсное множительное устройство состоит из широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 1, триггера 3, ключей К., Ki, импульсного трансформатора 7, импульсного усилителя 6 и фильтра 4.

конец обмотки Wz импульсного трансформатора 7. Ключи Лз и Ki иоочередно в течение каждого периода следования импульсов зануска открываются посредством триггера 3, управляемого блоком 1. Последний при отсутствии сигнала t/. выдает импульсы с длительностью, равной половине периода, а период их равен периоду импульсов запуска.

Следовательно, при отсутствии сигнала U время поочередного открытия ключей Лз и Aj равняется половине периода.

При подаче сигналов Ujc положительной полярности на вход ШИМ время открытия ключа К$ увеличивается, а ключа Kt соответственно уменьшается пропорционально величине сигнала U.. При подаче сигнала 0 отрицательной полярности время открытия ключа /Ct увеличивается, а ключа Кз уменьшается.

Следовательно, при наличии сигналов U и Uy на выходе усилителя 6 получается разнополярная носледовательность импульсов, амплитуда которых пропорциональна величине сигнала Uy, а смеш,ение т импульсов относительно середины периода их следования пропорционально величине сигнала U.. Фильтр выделяет постоянную составляюш,ую напряжения вых которая пропорциональна произведению сигналов 0 и Uy.

Автоматическая компенсация дрейфа нуля ИМУ осуш;ествляется путем разделения циклов компенсации и .перемножения сигналов за счет введения триггера 2 и ключей Ki, Kz, Aj.

Триггер 2, как и ШИМ, управляется импульсами запуска, обеспечивая в один период открытие ключей /Ci, Kz, а в следуюш,ий период открытие ключа К. При открытий ключей Ki и К (ключ /Сз закрыт и цепь компенсации разорвана) осуществляется перемножение сигналов Ujf и Uy как описано выше. В следуюш,ий период ключ /Сз открывается, а ключи Ki и Кзакрываются, отключая сигнал Uj. и выход ИМУ. Таким образом, в этот период напряжение сигнала Uy квантуется ключами /Сз и /Cj. которые управляются модулятором J, и поступает на обмотки трансформатора 7. Разнополярное импульсное напряжение, усиленное блоком 6, через открытый ключ Аз поступает на фильтр 6. При несимметрии ШИМ фильтром 5 выделяется постоянная составляющая t/yjjp импульсного напряжения , которая, поступая на вход ШИМ, сводит несимметрию к нулю.

При наличии несимметрии ключей или неравенстве обмоток Wi и Ws трансформатора 7 фильтром 5 выделяется напряжение U , которое воздействует на ШИМ таким образом, что напряжение стремится к нулю.

Несимметрия ключей по различному влияет на величину выходного напряжения в зависимости от его полярности и амплитудного значения, Так как данный способ автоматической компенсации дрейфа нуля ИМУ в качестве пробного сигнала использует один из неремножаемых сигналов, проходящий через весь тракт перемножения, то дрейф нуля компенсируется с высокой точностью, независимо от величины и полярности перемножаемого сигнала.

Предмет изобретения

Способ перемножения электрических сигналов с применением широтно-импульсной модуляции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности импульсного перемножения знакопеременных сигналов, разделяют такт работы импульсного перемножителя на два чередующихся нолутакта, пропускают в течение второго полутакта через весь такт один из перемножаемых сигналов, измеряют уровень постоянной составляющей напряжения на выходе перемножителя и вводят это напряжение в широтно-импульспый модулятор в качестве компенсационной составляющет.