УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДИСКРЕТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ Советский патент 1971 года по МПК H03G3/20 

Изобретение относится к технике электросвязи, в частности к устройствам для регулирования коэффициента передачи.

Оно может быть использовано для дискретной автоматической регулировки, например, коэффициента передачи сигнала в отводах линии задержки автоматически настраиваемых гармонических корректоров каналов связи, для автоматической регулировки усиления, фазирования сигналов и других целей.

В настоящее время для регулирования с автоматической настройкой в гармонических корректорах большей частью используются устройства с вращающимися потенциометрами и электромеханическим приводом или устройства дискретной регулировки с реверсивным счетчиком и дискретным набором сопротивлений R-2R.

Для реализации устройств первого типа необходимы электродвигатели и сложные электромеханические редукторы. Устройства с электромеханическим приводом сложны в изготовлении, имеют малое быстродействие и невысокую точность установки регулируемой величины.

Дискретные регуляторы с реверсивным счетчиком в большей степени соответствуют требованиям, предъявляемым к автоматически настраиваемым гармоническим корректорам.

Регуляторы содержат нуль-орган, определяющий знак сигнала ощибки. В зависимости от знака сигнала ощибки импульсы от генераторов, управляемых нуль-органом, подаются либо на шину сложения, либо на шину вычитания реверсивного счетчика. Выходные сигналы разрядов счетчика управляют состоянием ключей, коммутирующих звенья многозвенного аттенюатора.

Однако при каждом импульсе настройки состояние таких регуляторов изменяется на очень малое приращение, соответствующее младшему разряду счетчика. Поэтому для полного изменения регулируемого параметра

от -1 до + 1 требуется () импульсов настройки, где гг -число разрядов реверсивного счетчика, определяющее заданную точность регулирования. Целью изобретения является повыщение

быстродействия устройства для дискретного регулирования автоматически настраиваемого гармонического корректора искажений, вносимых каналом связи, без уменьшения заданной точности настройки.

Для этого импульсы от генераторов, управляемых нуль-органом, подаются на тактовые цепи двух регистров сдвига, один из которых работает на увеличение, а другой-на уменьшение коэффициента передачи. Выходные

ют состоянием взаимно независимых запоминающих двоичных элементов, унравляющих состоянием коммутирующих ключей. Гакое построение схемы регулирования повышает ее быстродействие.

Иовыщение быстродействия устройства для дискретной автоматической регулировки основано на следующих предпосылках. Число шагов, определяющее быстродействие устройства дискретного регулирования, зависит от состояния взаимно независимых двоичных запоминающих элементов, которое характеризует параметр регулирования в двоичном коде. Поразрядная установка взаимно независимых запоминающих двоичных элементов в предлагаемом устройстве, осуществляемая с помощью регистров сдвига, производится, начиная с младщего разряда. При этом взаимно независимые запоминающие двоичные элементы принимают значения «О или «1 в зависимости от того, с какого регистра сдвига на них поступает управляющий сигнал. Даже в том случае, когда в двоичные элементы должна Оыть записана чередующаяся последовательность «О и «1, причем в самом старщем разряде записано ложное значение, для правильной установки параметра регулирования в «-разрядном регуляторе необходимо иметь максимально возможное число щагов настройки, равное сумме чисел натурального

ряда от 1 до п, т. е. У i щагов. Во всех осi l.л ,,

тальных случаях при других состояниях дискретного регулятора число необходимых щагов настройки меньще и значительно меньще числа щагов (), необходимого для настройки известного регулятора при одинаковой скорости передачи сигналов настройки корректора и сигналов управления регистрами сдвига.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого, устройства.

Устройство для автоматической дискретной регулировки коэффициента передачи содержит нуль-орган 1, на один вход 2 которого подается регулируемый сигнал с выхода гармонического корректора, а на другой вход 3 - эталонный сигнал с выхода моделирующего устройства 4.

Нуль-орган / имеет два выхода. Выход 5, соответствующий сигналу «меньще, соединен с управляемым генератором 6 и входом 7 регистра сдвига 8; выход 9, соответствующий сигналу «больще, соединен с управляемым генератором 10 и входом 11 регистра сдвига 12. Выход 13 генератора 6 соединен с тактовыми цепями 14 регистра сдвига 8 и цепями сброса 15 регистра сдвига 12. Выход 16 генератора 10 соединен с тактовыми цепями 17 регистра сдвига 12 и цепями сброса 18 регистра сдвига 8. Выходы 19 регистра сдвига 8 соединены с входами 20 независимых запоминающих двоичных элементов, в частности

триггеров 21, а выходы 22 регистра сдвига 12 - с входами 23 триггеров 21.

Выходы 24 триггеров 21 соединены с входами ключей 25, производящих коммутацию резисторов схемы 26 к выходу 27 регулятора. Лестничная схема 26, состоящая из сопротивлений R-2R, является исполнительным органом регулятора. Она соединена со входами 28 ключей 25. В случае применения поляризованных реле функции запоминания и коммутации совмещаются в одном элементе.

Контролируемый сигнал для сравнения с эталонным подается на вход 2 нуль-органа. Если уменьщенный сигнал ощибки ниже порога срабатывания нуль-органа, на выходе 29 нуль-органа появляется сигнал об окончании настройки регулятора. Если же величина эталонного сигнала, поданного на вход 3, меньще величины контролируемого сигнала,

на выходе 5 появляется сигнал управления в виде начального импульса и постоянного напряжения определенной величины выше заданного порога срабатывания управляемого генератора 6. До появления этого сигналя

регистр 8 сдвига был сброшен в состоянии нуля. При появлении импульсного сигнала через вход 7 в регистр 8 записывается единица, а на выходе 13 генератора 6 вырабатывается серия импульсов, которые являются

тактовыми импульсами сдвига для регистра 8. Эти импульсы поступают в тактовые цепи 14. Одновременно те же импульсы служат им пульсами сброса для регистра сдвига 12. Они поступают в цепи сброса 15.

При записи единицы в первый разряд регистра 8 сдвига на его выходе 19 появляется исполнительный сигнал, который поступает на вход 20 первого триггера 21, соответствующего младщему разряду, и перевод его в

состояние «О, если до этого триггер 21 находился в состоянии «1. На выходе 24 триггера 21 появится высокий потенциал, открывающий ключ 25, который включит одну секцию лестничной схемы 26, уменьшив тем

самым коэффициент передачи дискретного регулятора на выходе 27. Это приведет к изменению контролируемого сигнала на входе 2 нуль-органа /. До поступления следующего тактового импульса в цепи 14 происходит повторное сравнение контрольного и эталонного сигналов в нуль-органе /. Если знак сигнала ощибки не изменился, т. е. не наступило перерегулирование, следующий тактовый импульс с выхода 13 сдвинет единицу в регистре 8 на один разряд вправо. В результате второй триггер 21 будет переведен в состояние «О и коэффициент передач уменьшится еще на одну ступень. После этого снова будут сравниваться

регулируемая и эталонная величины в нульоргане. Единица будет продвигаться по регистру 5, триггеры ряда взаимно независимых запоминающих элементов последовательно переводятся в состояние «О, уменьщая коэфка величина выборки импульсной реакции с выхода гармонического корректора не станет меньше величины эталонного сигнала и полярность сигнала ошибки в нуль-органе не изменится на обратную.

Изменение полярности сигнала ошибки приведет к появлению сигналов на выходе 9 нуль-органа / и на выходе 16 генератора 10. Сигнал с выхода 9 записывает единицу на вход // первого триггера регистра 12. Тактовые импульсы сдвига с выхода 16 устанавливают в «О в регистр 8, начинается продвижение единицы по регистру сдвига 12 и последовательный переход триггеров 21 в состояние «1. Таким образом дискретно увеличивается коэффициент передачи регулятора, так как в атом случае на выходах 24 появляется низкий потенциал, закрывающий ключ 25 и отключающий соответствующую секцию лестничной схемы 26. Регулирование с помощью регистра 12 продолжается до изменения полярности сигнала ощибки в нуль-органе /, после чего вновь включается регистр 8.

После каждого цикла состояние триггеров взаимно независимой последовательности запоминающих элементов, выражающее в двоичном коде величину параметра регулирования, все больше приближается к оптимальному значению. При достижении равенства сравниваемых сигналов на входах 2 к 3 нульоргана 1 управляющие сигналы на выходах 5, 9, 13 и 16 прекращаются, регулирование заканчивается. При этом состояние триггеров 21 во всех разрядах регулятора соответствует оптимальному, а с выхода 29 нуль-органа выдается сигнал об окончании регулирования.

Наихудшим случаем по быстродействию для предлагаемого устройства является необходимость установки чередующейся последовательности, например вида 101010 или 010101, если в самом старщем разряде записано ложное значение. Тогда для правильной установки самого старшего разряда запоминающих элементов потребуется п щагов, для установки следующего разряда - п-1 шаг и так далее. Для установки самого младшего

разряда, если остальные записаны правильно, достаточно одного шага.

Число шагов для установки регулятора в нужное положение в самом худшем случае

будет равно 2 i- Например, при использовании 9-разрядного регулятора число шагов в предлагаемой схеме для этого случая будет равно 45, а для известной схемы регулятора

со счетчиком - 511.

При построении схемы автоматической настройки с последовательной регулировкой коэффициента передачи в каждом отводе линии задержки гармонического корректора

предлагаемое устройство дискретной регулировки обеспечивает существенную экономию оборудования, так как ряд взаимно независимых запоминающих двоичных элементов, включаемый в каждый отвод линии задержки

гармонического корректора, проще га-разрядного реверсивного счетчика, содержащего промежуточные буферные усилители и коммутационные элементы.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического дискретного регулирования коэффициента передачи, содержащее нуль-орган, управляющий в зависимости от знака сигнала ошибки двумя

генераторами импульсов, и исполнительный орган в виде резистивного многозвенного аттенюатора, коммутируемого ключами, состояние которых изменяется при поступлении импульсов от одного из генераторов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия без уменьшения точности регулирования, импульсы от генераторов поданы на тактовые цепи двух регистров сдвига, один иа которых работает на увеличение, а другой -

на уменьшение коэффициента передачи в зависимости от знака ошибки, при этом выходы регистров сдвига соединены с управляющими входами ключей через взаимно независимые запоминающие двоичные элементы, например

триггеры или поляризованные электромагнитные реле.