ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНЫЙ КВАДРАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК G06G7/20 G06G7/161 

Предлагаемый преобразователь может найти применение в аналоговой вычислительной технике.

Известны время-импульсные преобразователи, содержащие операционный усилитель с усредняющей цепью обратной связи н управляемые ключи во входной цепи. Их недостатками являются наличие источников треугольного или пилообразного напряжений и невысокая точность работы.

В предлагаемом преобразователе эти недостатки устранены. Он отличается от известных преобразователей тем, что к суммирующей точке онерационного усилителя подключены две параллельные цепи, соединенные с источниками опорного напряжения, в одну из которых включен резистор, а другая выполнена в виде последовательно включенных резистора, двух ключей и второго резистора, причем управляющий вход одпого ключа пепосредственпо, а другого через фазоинвертор подключены к источнику прямоугольпых импульсов, а общая точка соединения ключей через конденсатор связана с земляной шиной.

На фиг. 1 показана блок-схема преобразователя, где обозначено: У - операционный усилитель со сглаживающей цепью обратной связи, выполненной на резисторе и конденсаторе; 2-4 - резисторы; 5 - конденсатор; 6 и 7 - двухнозиционные ключи; 8 - фазоинвертор; -Е и + - опорные напряжения постоянного тока; t/Bbtx -выходное напряжение постоянного тока; в - относительная длительность входных пpямoyгOv ьныx имнульсов.

На фиг. 2 показап входной импульс.

Входные импульсы переменной длительности с клеммы 9 поданы на ключ 6 и через фазоинвертор 8 на ключ 7. Общая точка ключей 6 и 7 связана с земляной шиной через конденсатор 5. Последовательно с ключами включены резисторы 2 и 3. Неиь п 1тается от источника постоянного нанряження +. Между источником отрицательного напряжения -Е н входной клеммой усилителя 1 включен

резистор 4.

Ключи 6 1 7 управляются входными импульсами следующим образом.

Период повторения импульсов равен Т. Нулю переменной величины, модулирующей длительность импульсов, соответстТвует условие t - , где т - длительноеть

импульса. При положительных значеннях моТдулируемой величииы t -, а нри отрицапеременной, которая может быть знакопеременной. Относительная длительность интерваТт

ла т, равная0,5, обозначена в,

2 Т

,5.

так что

В течение части периода от нуля до т ключ 6 замкнут, а ключ 7 разомкнут. В течение остальной части периода () состояние ключей изменяется на противоположное.

Выходное напряжение f/вых можно определить следующим образом.

Поскольку входная клемма операционного усилителя / является потенциально заземленной (это предположение обычно используется при нахождении функциональных характеристик схем с операционными усилителями), на интервале О-t конденсатор 5 заряжается через резистор 2 и замкнутый ключ 6, а на интервале т-Т разряжается через резистор 3 и замкнутый ключ 7. При этом постоянная времени цепи должна намного превышать период повторения импульсов.

Можно показать, что выходной сигнал после усреднения на выходе усилителя / будет иметь вид:

г; гР E-KlBRl (Т-)

( BX.cp-Ai-jR Т

где 1 - сопротивление резистора цепи обратной связи усилителя; R - сопротивление резистора 2 или 3; 4R - сопротивление резистора 4.

Учитывая, что - 8 + 0,5, получим

П - F.

.в

- -;гПри переменном опорном напряжении, пропорциональном второй входной величине, с помощью предлагаемого устройства можно воспроизводить множительно-квадратичную зависимость вида

Z Xi Кп

при задании z vi х напряжениями постоянного тока, а ;С2 в виде относительной длительности импульсов.

В частном случае при Е const воспроизводится квадратичная зависимость вида вых 0. где k - постоянный коэффициент, что соответствует функции z к при

задании величины х относительной длительностью прямоугольных импульсов, а величины Z напряжением постоянного тока.

Предмет изобретения

Время-импульсный квадратичный преобразователь, содержащий операционный усилитель с усредняющей цепью обратной связи, двухпозициопные управляемые ключи и фазоинвертор, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности работы устройства, к суммирующей точке операционного усилителя подключены две параллельные цепи, соединенные с источниками опорного

напряжения, в одну из которых включен резистор, а другая выполнена в виде последовательно включенных резистора, двух ключей и второго резистора, причем управляющий вход одного ключа непосредственно, а другого через фазоинвертор подключены к источнику прямоугольных импульсов, а общая точка соединения ключей через конденсатор связана с земляной щиной.