УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СТЕПЕННОЙЗАВИСИМОСТИ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/20 

1

Предложение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных устройствах, самонастраивающихся автоматических системах и т. д., работающих на несущей частоте.

Известно устройство для реализации степенной функции, содержащее генератор прямоугольных импульсов, две RC-цепи, сравнивающее устройство, ключ, усилитель и фильтр среднего значения.

Однако в известном устройстве показатель степени п может быть только одного знака и он ограничен по величине (как правило, не более 2-3). Кроме того, это устройство не способно работать с сигналами переменного тока прямоугольной формы, часто используемыми в современных автоматических устройствах.

С целью расширения функциональных возможностей устройства оно содержит дополнительно п последовательно включенных формирователей импульсов, каждый из которых состоит из двух последовательно соединенных ключей, подключенных через резистор к шипе нулевого потенциала, управляющие входы ключей связаны с выходом нуль-органа, а их общая точка через другой резистор подключена к сигнальным входам ключей, управляющие входы которых связаны с блоком синхронизации, а выходы через конденсаторы соединены с щиной нулевого потенциала.

Такое выполнение устройства обеспечивает получение выходного сигнала переменного тока прямоугольной формы, огибающая которого пропорциональна п-й степени огибающей входного сигнала переменного тока прямоугольной формы, приче.м знак показателя степени «-положительный, если входной сигнал подключен ко входу первого импульсного преобразователя рещающего блока, и отрицательный, если он подключен ко входу блока управления.

На фиг. 1 представлена схема устройства для воспроизведения степенной зависимости; а на фиг. 2 - вре.менные диаграммы напряжений.

Устройство содержит решающий блок 1, состоящий из последователь 1о соединенных формирователей импульсов 2, блока управления 3 и блока синхронизации 4.

Формирователь импульсов 2 включает в себя ключ 5, соедпиенный выходом с шиной нулевого потенциала б через ключ 1 и резистор 8, а также через резистор 9 н соединенные с ним параллельные цепочки из ключей 10, 11 и конденсаторов 12, 13.

Блок управления 3 состоит из формирователя импульсов 14, блока сравнения 15, усилителя переменного тока 16, нуль-органа 17 и генератора пилообразного напряжения 18.

Сигналы несущей частоты f/i и Uz, подключенные ко входам 19 и 20 блока управления 3, должны быть в фазе, а сигнал 11, подключенный на вход 21 решающего блока 1, может быть с ними как в фазе, так и в противофазе.

Управляющие входы ключей 5, 7 формирователей импульсов 2 и формирователя импульсов 14 подключены к выходу нуль-органа 17, а управляющие входы ключей 10, 11 соединены с блоком синхронизации 4. Вход последнего 22 подключен к источнику напряжения несущей частоты 6н Const, а один из его выходов - к генератору пилообразного напряжения 18.

Устройство работает следующим образом. Транзисторные ключи 5, 7 коммутируются управляющими импульсами с переменной скважностью - (где т - длительность управляющих импульсов, Т - период несущей частоты), вырабатываемыми нуль-органом 17 с частотой следования /у в 2 раза большей частоты несущей f т. е. . При этом ключ 5 в течение времени т замкнут, а ключ 6 разомкнут, затем в течение Гу - т ключ 5 разомкнут, а ключ 6 замкнут (Гу - период управляющих импульсов).

В результате па выходе ключа 5 образуются разнополярные прямоугольные импульсы Ui (фиг. 2), длительность которых равна т, а амплитуда пропорциональна амплитуде импульсов на входе 21 (f/з). Эти импульсы через резистор 9 поступают на ключи 10, 11, которые коммутируются в противофазе сигналами несущей частоты таким образом, что каждый из конденсаторов 12, 13 служит для усреднения за время Г/2 импульсов одной полярности. Поэтому выходные сигналы представляют собой напряжение переменного тока прямоугольной формы несущей частоты, амплитуда которого пропорциональна среднему значению напряжения па емкостях 12 и 13 за половину периода несущей частоты, т. е.

f/BHx. /C,-fy,--,(1)

где /Ci Const, коэффициент передачи импульсного преобразователя.

Длительность управляющих импульсов т формируется блоком управления 3 следующим образом. Из напряжения переменного тока несущей частоты (Uz), поступающего на вход 20, с помощью формирователя импульсов 14 вырабатываются разнополярпые импульсы несущей частоты, амплитуда которых пропорциональна Uz, т. е.

и, К,,-и,-,(2)

где /Ci4 Const, коэффициент преобразования формирователя импульсов 14.

Напряжение U поступает в блок сравнения 15, на другой вход которого 19 подается напряжение несущей частоты f/i, а на выходе формируется сигнал Д ( . Последний усиливается усилителем переменного тока 16 с больщим коэффициентом усиления К и его выходное напряжение бо поступает на один из входов нуль-органа 17. На другой вход последнего подается пилообразное напряжение t/n (фиг. 2) с генератора пилообразного напряжения 18. Нуль-орган 17 вырабатывает управляющие импульсы, длительность которых t определяется моментом сравнения f/o с U Поскольку и вустановивщемся режиме можно считать At/ /5-t/i«0, т. е. , то из (2) и (3) получим:

/С„

(3)

и.

const

П - л

(4) С/вых, АО и

Напряжение {Увых, подается на вход второго формирователя импульсов 2, а его выходной сигнал описывается выражением (4) с заменой f/з на /вых1, т. е.

Bb.x.(y-i/,,(5)

Ut / где /(а : const.

Аналогично выходной сигнал f-ro формирователя импульсов равен:

/7 /.- / V г/

(6)

- АГ ( -7 1 .

где KI const, / - 1, 2,..., п.

Если амплитуда импульсов входных сигналов t/2 и Us неизменна, то устройством реализуется операция возведения в положительную степень, т. е.

вых. ./i (Лг const).(7)

Если амплитуда импульсов i7i :Const, t/3 Const, то устройство осуществляет операцию возведения в отрицательную степень, т. е.

f/вых. Bi U- (Bi r const).(8)

Если амплитуда имнульсов t/3 Const, а f/i и t/2 изменяются, то

B«x.-Cr((C,::.COnst).(9)

Предмет изобретения

Устройство для воспроизведения степенной зависимости, содержащее блок синхронизации, связанный с формирователем импульсов и генератором пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному из входов нуль-органа, усилитель переменного тока, соединенный с другим входом нуль-органа и блоком сравнения, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможпостей оно содержит дополнительно п последовательно включенных формирователей импульсов, каждый из которых состоит из двух последовательно соединенных ключей, подключенных через резистор к шине нулевого потенциала, управляющие входы ключей связаны с выходом нуль-органа, а их обш;ая точка через другой резистор подключена к сигнальным входам ключей, управляющие входы которых связаны с блоком синхронизации, а выходы через конденсаторы соединены с щиной нулевого потенциала.

Уг

za

%,,„

ut 1