МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1970 года по МПК H03K3/29 

Предложенный элемент предназначен для работы в системах автоматики, телемеханики, измерительной и вычислительной техники.

Известны многоустойчивые элементы, содержащие последовательно включенные модулятор, усилитель и фазовый детектор. Однако в них невозможно запомииание максимального значения измеряемого постоянного напряжения.

Предложенный миогоустойчивый элемеит отличается от известных тем, что выход фазового детектора соединен со входом ограничителя, выход которого соединен последовательно со входом модулятора и источником измеряемого напряжения. Это позволяет фиксировать максимальное значение измеряемого постоянного напряжения.

Па фиг. 1 приведена блок-схема миогоустойчивого элемента с фиксаиией максимального значения ианряжеиия; на фиг. 2 и 3 приведены графические решения уравнений статики многоустойчивого элемента и зоны перехода из одного устойчивого срстояиия в другое; на фиг. 4 - принципиальная схема элемента.

Элемеит содержит модулятор, усилитель, детектор и ограничитель.

При равенстве нулю напряжения U (фиг. 1) устойчивые состояиия миогоустойчивого элемента соответствуют точкам пересечеиия участков многогорбой характеристики нелинейного звена с отрицательными наклонами и прямой линией обратной связи. На чертелсе они отмечены порядковыми номерами.

Пусть к моменту появления на входе схемы напряжения U многоустойчивый элемент находится в иервом устойчивом состоянии. При наличии некоторого напряжения Ui входное и выходное напряжения системы уже не будут равны друг другу, а будут отличаться на f/i.

Для выполнения этого условия входное иапряженпе должно сместиться из точки 1 в точку /, а выходное соответственно в точку 1. Аналогично нолучаем на графике точки 2, 2, 3, 3 и т. д. для напряжения Ь. Таким образом,

можно считать, что включение источника положительного иаиряжения У. между входом и вы.ходом многоустойчивого элемента эквивалеитио параллельиому смещению иа графике прямой обратиой связи вниз на величину V.

В момент, когда увеличивающееся напряжение достигнет значения U А и точка / достигнет соответственно вершины А многогорбой характеристики, пропсходпт скачкообразное измеиеиие состояния миогоустойчивого элемента иа

одии порядковый иомер - из точки А в точку Л . Поскольку напрял ение U не меияет полярности, то ири измеиеиии напряжения U в пределах от нуля до t/B входное иапряжеиие многоустойчивого элемеита будег находиться в ражающей зависимость (UQ ). Таким образом, переход входного напрял ения из зоны / в зоиу // иоказывает, что за время изменеиия напряжение U превысило некоторое значение UA . Диалогично, если иапряжение превысит величину LB , входное напряжение миогоустойчивого элемента попадет в зоиу /// и т. д. Подобную картину получаем и для отрицательных иапряжений U. В этом случае начало отсчета иеобходимо вести от максималь- Ю ного номера устойчивого состояния миогоустойчивого элемента, и оиы входных напряжении располагаются в нижиен полуплоскости. Па практике затруднительно иолучить миогогорбую характеристику с одинаковыми ма- 15 кснмумами, что является необходимым уеловием получеиия фиксированных максимальиых значеиий, равноотстоящих друг от друга, т. е. линейности характеристики элемента. Поэтому для выполиения этого условия примеияется 20 ограничение максимальных значений характеристики. Применяя такое ограничение и используя вариант с отрицательным иапряжением и, можно весь диаиазон максимальных напряжений, фиксируемых миогоустойчивым 25 элементом, разбить на N-1 равных величин, как это ноказано на фиг. 2, где N - число устойчивых состояиий. Если, иапример, , то максимальное иапряжение фиксируется с иогрещностью ±5% от предельного напряже- 30 ПИЯ (погрешность дискретиости). Предложенный многоустойчивый элемент может быть реализован так, как это показано на фиг. 4. Измеряемое напряжение U, смещенное ис- 35 точником э. д. с. на величину Ui, поступает на вход фазового модулятора, состоящего из схемы сравнения на триггере, выполненного на транзисторах Г и Го и одноиолярной, дифферепиируюпдей пеиочки )Д. На вход транзистора 7 одновременно иоступает лииейно меияющееся пилообразное напряжение U. Периодическая последовательность ирямоугольных имиульсов наиряжепия отрицательной полярности поступает с резистора на избирательиый усилитель на транзисторе Т-, выделяющий я-ю гармонику упомянутой последовательности. Напряжение и-й гармоники через конденсатор С н делитель напряжения , Ri3 поступает в цепь управления фазового детектора на транзисторе Т. Па вход фазового детектора в коллектор транзистора Т поступают прямоугольные импульсы с частотой пы, кратной частоте to папрял ;ения f/j. Постоянное напряжение на выходе детектора сглаживается коиденсатором Ci фильтра и ограничивается опорными диодами Да и Дз ограничителя. В результате получается выходная многогорбая характеристика фазового детектора, соответствующая ириведенным графическим решениям, Предмет изобретения Многоустойчивый элемент, содержащий последовательно включенные модулятор, усилитель и фазовый детектор, отличающийся тем, что, с целью фиксации максимального значения измеряемого постояииого напряжения, выход фазового детектора соедииен со входом ограничителя, выход которого соедииен иоследовательпо со входом модулятора и источником измеряемого иаиряжеиия.

E

Ss

Грйи1Л4Ь SOX Ug