БЛОК ПОСТОЯННОГО ЗАПАЗДЫВАНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/02 

Изобретение предназначено для моделирования постоянного запаздывания в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах.

Известны блоки постоянного запаздывания, выполненные на основе операционных усилителей с коммутацией статических аналоговых элементов памяти (конденсаторов). Блоки постоянного запаздывания на основе операционных усилителей не обеспечивают высокой точности и широких пределов регулирования времени запаздывания.

Цель изобретения - повышение точности и стабильности работы.

Цель достигается тем, что схема блока постоянного запаздывания на магнитных аналоговых элементах памяти с индикаторами насыщения содержит генератор импульсов опроса и генератор тактовых импульсов, к выходу которого подсоединены генератор импульсов опроса и генератор импульсов продвижения, при этом выходная шина генератора импульсов опроса соединена со всеми схемами индикации насьщения, осуществляя их временную синхронизацию.

В предлагаемом блоке постоянного запаздывания умножение погрешности при последовательной передаче информации от одного элемента памяти к другому полностью устранено и требования, к ючности работы элемента памяти снижены.

На чертелсе на фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого блока постоянного запаздывания, на фиг. 2 - принципиальные схемы устройства индикации насыщения: а - на сопротивлении, b - с использованием запоминающего трансформатора на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса.

Блок постоянного запаздывания состоит из запоминающих сердечников 1 с обмотками записи 2 и считывания 3, причем одни концы обмоток записи и считывания присоединены к стабилизированному источнику 4 постоянного напряжения, тогда как другие концы обмоток записи присоединены к соответствующему ключу 5 записи-считывания за исключением последнего, а другие концы обмоток считывания через соответствующие

устройства 6 индикации насыщения подсоединены каждый к соответствующему ключу 5, кроме первого.

Временная функция напряжений U(t) поступает на широтно-импульсный модулятор 7

по входной шине 8, а выход модулятора подключен к первому ключу 5. Синхронизацию работы блока постоянного запаздывания осуществляет генератор импульсов продвижения 9, обе выходные шины которого 10 и 11 возчем шина 10 соединена со входом запуска широтно-импульсного модулятора 7 и с единичными входами четных триггеров 12, тогда как шина 11 соединена с единичными входами нечетных триггеров. Импульсы, поступающие по шинам 10 и 11, сдвинуты друг относительно друга на полпериода.

Состояние устройства индикации насыщения постоянно онращивается импульсами, поступающими по шине опроса 13 с генератора тактовых импульсов 14. Выходы схем индикации насыщения соединены с нулевыми входами соответствующих триггеров 12, причем единичные выходы триггеров присоединены к соответствующим ключам 5, а нулевые выходы - к переключателю 15. Скользящий контакт переключателя 15 соединен с ключом 16, который через токоограничивающее сопротивление 17 подключен к источнику постоянного напряжения 4. Потенциал с ключа 16 подается на сглаживающий фильтр 18. С выходного зажима 19 сглаживающего фильтра снимают напряжение 11(), где т - время запаздывания. Величину запаздывания можно изменять с помощью переключателя 15. Кроме того, в блоке постоянного запаздывания предусмотрена схема синхронизации 20, выход которой соединен с генераторами 9 и 14.

В процессе работы на входную шину 8 блока постоянного запаздывания подается напряжение U(t), являющееся функцией времени. При этом на вход запуска широтно-импульсного модулятора постоянно поступают импульсы с генератора 9, задающие частоту квантования. Длительность выходных импульсов модулятора пропорциональна амплитуде входного напряжения в узлах квантования. Соответственно срабатыванию щиротно-импульсного модулятора открывается первый из ключей 5, и через обмотки записи 2 в первом из сердечников / производится переключение тока от источника постоянного напряжения 4. Величина приращения потока АФз, запоминаемого в сердечнике по окончанию процесса записи, определяется выражением

4-АФЗ.(1)

где Е - напряжение источника 4,

4 - длительность импульса на выходе модулятора 7, Шз - число витков обмотки записи, F (t)-М.Д.С., требуемая для перемагничивания запоминающего сердечника {средняя величина м.д.с. примерно равна коэрцитивной силе),

Ra - активное сопротивление цепи записи,

ЛФв - поток возврата, обусловленный непрямоугольностью петли гистерезиса материала сердечника. Следом за импульсом, запустившим широтно-импульсный модулятор, по щине 11

генератора импульсов продвижения проходит очередной импульс, который переводит нечетные триггеры 12 в единичное состояние; при этом открываются четпые ключи 5, информация с нечетных сердечников 1 считывается и одновременно записывается в четные сердечники. Окончание считывания информации определяется возвратом потока сердечника в исходное состояние, при этом ток в цепи считывания резко увеличивается и возбуждается соответствующее устройство индикации насыщения 6. Длительность процесса считывания сч составляет

+ Фмакс-Ф,- Wc.,-f(

е Фмакс И Ф,. - соотвегствепно максимальное и остаточное значения потоков в сердечнике, Wc4 - ЧИСЛО ВИТКОВ обмотки 3

считывания, - активное сопротивление

цепи считывания. При сравнении /сч и 4 оказывается, что

сч ®з - F (t) з , acч(Ф.aкc-Ф.-AФ.)

-fs

,(3)

wl We, E-F(t) (t) /,„

откуда следует, что можно добиться практическн идеального линейного соответствия между ic4 и 4. Однако существует вполне определенная погрешность с максимальной величиной . В процессе работы блока постоянного запаздывания на все устройства индикации насыщения непрерывно поступают импульсы опроса от тактового генератора, причем устройство индикации насыщения вырабатывает выходной импульс только в возбужденном

состоянии. Этот выходной импульс возвращает соответствующий триггер в исходное состояние, что вызывает запирание ключа 5 этого триггера. Таким образом, время перезаписи информации с сердечника на сердечник всегда больше, чем время считывания. Числа витков обмоток записи и считывания сердечника выТбирают так, что , где Го - период

Zi

следования импульсов тактового генератора.

Если выбрать- Д/маис, то продвижение информации от сердечника к сердечнику не вызывает умножения погрешности. В .этом случае величина 4 каждого сердечника возвращается к определенному дискретному уровню с шагом дискретности Го. Максимальная ошибка передачи информации в блоке по7

стоянного запаздывания не превыщает ± - 2

при условии, что генераторы 9 vi 14 жестко синхронизированы между собой и в период следования продвигающих импульсов Гц укладывается определенное число периодов следования импульсов опроса TQ. , где к - целое число. Выполнение этого соотношения обеспечивается блоком синхронизации 20. В период перезаписи информации с одного сердечника на другой время возбужденного состояния каждого из триггеров 2 совпадает с временем 4 соответствующего сердечника, следовательно на выходах триггеров вырабатываются импульсные последовательности, соответствующие временной функции, задерТжанной на время , где Л - порядковый номер триггера. Соответственно требуемой задержке какой-либо из нулевых выходов триггеров 12 подсоединяется через переключатель 15 к ключу 16, на котором формируется последовательность импульсов со стабилизированной амплитудой Е. Эта последовательность поступает на сглаживающий фильтр 18, который восстанавливает первоначальную форму временной функции и вырабатывает функцию 0(if+T), снимаемую с зажима 19. Схема индикации насыщения, например, на активном :сонротивлении, рабо.тает следующим образом (фиг. 2,а). В режиме считывания информации ток, протекающий через активное сонротивление, очень мал и импульсы опроса, поступающие на схему совпадения «И, не вызывают ее срабатывания. При насыщении запоминающего сердечника ток в цепи связи резко возрастает и схема «И срабатывает по приходу очередного импульса опроса. 5 10 15 20 25 30 35 Схема может быть построена полностью на бесконтактных элементах. По предварительным данным при 300 элементах памяти ноrpenjiiocTb блока запаздывания может быть доведена до 0,5% для . Предмет i з о б р е т е и и я Блок ностоянного запаздывания, содержащий элементы памяти на магнитных сердечниках с обмотками записи и считывания, одни концы которых присоединены к стабилизированному источнику ностояпного напряжения, другие концы обмоток записи присоединены к сигнальным входам ключей записисчитывания за исключением последнего, к этим же входам ключей через схемы индикации насыщения нодключены копцы обмоток считывания последующих элементов памяти, управляющий вход первого ключа записисчитывания подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, вход которого подключен к источнику входного сигнала, управляющие входы последующих ключей соединены с единичными выходами триггеров, управляемых генератором импульсов продвижения, а нулевые выходы триггеров через ключи соединены со входо.м сглаживающего фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности работы, он содержит генератор импульсов опроса и генератор тактовых импульсов, к выходу которого подсоединены генератор имнульсов опроса и генератор имнульсов продвижения, при этом выходная шина генератора имнульсов опроса соединена со всеми схемами индикации, насыщения.

Выход

fu-z.2