УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Советский патент 1973 года по МПК G06G7/20 

1

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники.

Известны квадратирующие устройства, основанные на использовании нелинейных элементов, например термопар, полупроводниковых И вакуумных приборов, диодных аппроKCHMflTOpOB и т. д.

Однако все они позволяют получать выходной сигнал в виде напряжения постоянного тока и для получения соответственных цифровых отсчетов всегда требуют применения дополнительных узлов - преобразователей аналог-код.

Цель изобретения - получение периодических .цифровых отсчетов, пропорциональных квадрату медленно меняющегося тока (или напряжения).

Это достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные триггерный делитель частоты, стандартизатор длительности и ждущий генератор ударного возбуждения, первый и второй выходы которого через соответствующий конденсатор подключены к другой диагонали мостовой схемы, а вход триггерного делителя частоты соединен с выходом ге«ер. управляемой частоты и третьим вентилем.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Исходный сигнал в виде постоянно/о или медленно меняющегося тока (напряже шя) ly.(t)kK(i) через входной герконовый выключатель / подается на термочувствительный резистор 2 с сопротивлением , включенный в одно из плеч равноплечего моста 3. Сопротивления плеч моста , выбираются равными сопротивлению терморезистора в рабочей точке. При включеНИИ схемы сопротивление RQ существенно больше его рабочего значения бо и мост разбалансирован. Напряжение дисбаланса увеличивается усилителем 4, детектируется фазовым детектором 5 и поступает на управление частотой импульсов генератора 6 управляемой частоты.

Частота FI импульсов генератора 6 делится в я раз с помощью триггерного делителя 7 частоты. Полученные импульсы с частотой

Fl после стандартизатора 8 их длительности управляют ждущим генератором 9 ударного возбуждения, который обеспечивает непрерывную последовательность радиоимпульсов, следующих с частотой Fl с длительностью т

и частотой заполнения F(, -, Импульсы

TO

через конденсаторы 10 vt. 11 подаются на диагональ питания мостовой схемы, замыкая тем самым цепь обратной связи. Благодаря наличию этой обратной связи, под воздействием мощности, подводимой к схеме моста, терморезистор разогревается, следовательно, его сопротивление может уменьшаться, приводя к соответственным изменениям напряжение дисбаланса и частоты генератора 6.

Фазовый детектор управляется радиочастотным напряжением с выхода генератора ударного возбуждения, поступающим на второй вход детектора через вспомогательный эмиттерный повторитель 12 и фазокорректпрующий блок 13, компенсирующий фазовые сдвиги в ЛИЕ1ИИ мост-детектор. После окончания переходного процесса (в установившемся состоянии) сопротивление терморезистора принимает значение , тем более близкое к значению бо чем выше коэффициент усиления схемы. При этом установившееся значение частоты генератора 6 может быть связано со значением и мощностью РО электрических колебаний, подводимых к терморезистору за счет питания его радиоимпульсами, в следующем виде

б. 51

р. о

где т - период следования радиоимпульсов.

В этом установившемся положении схема находится неред измерением, после надлежащего ее прогрева. Процесс измерения начинается в момент /о времени нажатия кнопки 14, переводящей пусковой триггер 15 во второе устойчивое состояние. При этом вентиль 16 открывают и короткие тактовые импульсы с генератора 17 начинают поступать на счетные входы триггера 18. Первый тактовый импульс переводит триггер 18 во второе устойчивое состояние, при котором импульсно-потенциальный вентиль оказывается открытым и импульсы с выхода генератора 6 с частотой поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 19. Второй тактовый импульс возвращает триггер 18 в исходное состояние, закрывая вентиль 20 и переводя триггер 21 во второе устойчивое состояние. Таким образом, на суммирующий вход реверсивного счетчика 22 за время Т с выхода генератора 6 подаются импульсы, число которых равно

2пРо

c-lT- - f Т

Л,

. -1 .

f .z Art

Перепадом напряжения, снимаемого с единичного выхода триггера 21, замыкается герконовый выключатель I, обеспечивающий подачу исследуемого тока lx(t) на терморезистор 2. Под воздействием добавочной мощности, определяемой значением fx(t), схема выходит из первоначального установившегося положения и через некоторое время Тпер приходит в новое установившееся состояние при новом значении частоты повторения импульсов генератора 6. При новом установившемся положении схемы должно выполняться равенство

,.+ ,.,

2/2

где - период повторения импульсов питания мостовой схемы после нодачи на терморезистор преобразуемого тока. Так как третий тактовый импульс снова переводит триггер 18 во второе состояние, не изменяя состояния триггера 21, то вентиль открывается и импульсы генератора 6 начинают поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика в течение времени Т, т. е. до прихода четвертого тактового импульса.

За время Т на вычитающий вход счетчика проходят импульсы, следующие с частотой FZ, число которых равно

N, Т. А.

После прихода четвертого тактового импульса вся схема возвращается в исходное состояние коротким импульсом, получаемым с помощью формирующей схемы 23 из перепада напряжения с единичного выхода триггера 21, а в реверсивном счетчике оказывается зарегистрированным число N, равное

2п

,Nt

J - Kl..,,

2 7где /(

постоянный коэффициент. /„И

Этот же импульс, но задержанный на Afi участком а - б линии 24 задержки, обеспечивает передачу результата счета во внешние цепи (цифровое табло, универсальная вычислительная машина и т. д.), а дополнительно задержанный участком б - в на величину используется для сброса показаний реверсивного счетчика, подготавливая его к пересчету импульсов следующего такта Т. Одновременно этот импульс через диод 25 переводит триггер 18 во второе состояние, начиная новый цикл измерения.

Предмет изобретения

Устройство для возведения в квадрат электрических сигналов, содержащее резистивную

мостовую схему, одна из диагоналей которой через усилитель подключена к фазовому детектору, выход которого соединен с генератором управляемой частоты, подключенным через первый вентиль к реверсивному счетчику,

последовательно соединенные эмиттерный новторитель и фазокорректирующий блок, подключенный к фазовому детектору, генератор, подключенный через второй вентиль к первому триггеру, последовательно включенному со вторым триггером, выходы которых через первый и тре1|ИЙ вентили подключены к реверсивному счетчику, и формирующую схему, соединенную через линию задержки с пусковым триггером, выход которого подключен

ко второму вентилю, а вход формирующей

схемы соединен с первым вентилем и с входным выключателем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства и повышения чувствительности, оно содержит последовательно соединенные триггерный делитель частоты, стандартизатор длительности и ждуш,ий генератор ударного возбуждения, первый и второй выходы которого через соответствующий конденсатор подключены к другой диагонали мостовой схемы, а вход триггерного делителя частоты соединен с выходом генератора управляемой частоты и третьим вентилем.

W

JL: