МНОЖИТЕЛЬНО-ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ШАГОВОГО ТИПА Советский патент 1974 года по МПК G06G7/16 G06G7/184 

1

Предлагаемое устройство относится к счетно-решающим узлам промышленного контроля и измерений.

Известны множительно-интегрируюш,ие устройства, использующие шаговый метод интегрированием первого сомножителя внутри шага, с отношением времени интегрирования к периоду, пропорциональным второму сомножителю.

Их недостатком является методическая ошибка, обусловленная временем разряда накопительной емкости.

Цель настоящего изобретения - устранение методической погрешности за счет времени разряда интегрирующей емкости и улучшения метрологических характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем диоды, резисторы, интегрирующий конденсатор, обкладки которого подключены через диоды ко входу блока сравнения, присоединенного выходом к счетному входу триггера, и широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен к источнику первого перемножаемого сигнала, а выход соединен с управляющим входом первого ключа, присоединенного непосредственно и через резистор соответственно к отрицательному и положительному полюсам источника питающего напряжения, имеются два управляемых генератора тока, которые включены в цепь

между положительным полюсом источника питающего напряжения и выходом резистивного делителя напряжения последовательно с двумя парами последовательно и согласно включенных диодов и вторым и третьим ключами, присоединенными управляющими входами к соответствующим выходам триггера; управляющие входы генераторов тока подключены к источнику второго перемнолсаемого сигнала,

обкладки интегрирующего конденсатора подключены к точкам соединения соответствующих пар диодов, точка соединения первого ключа с резистором подключена через два коммутирующих диода к точкам соединения

управляемых генераторов тока с соответствующими парами диодов, между положительным полюсом источника питающего напряжения и точками соединения пар диодов со вторым и третьим ключами включено по

цепочке в виде последовательно соединенных резистора и диода.

На чертеже представлена блок-схема устройства. Входы управления двух идентичных генераторов тока 1 и 2 соединены со входом сигнала вх, первого сомножителя подынтегральной функции. В цепь каждого генератора тока включены коммутирующие диоды 3 и 4, катоды которых присоединены через резистор 5 к

плюсу, а через ключ 6 - к минусу полного

напряжения источника питания. Вход управления ключа б подключен к выходу широтноимпульсного модулятора 7, вход которого соединен со входом сигнала Увхг второго сомножителя подынтегральной функции.

Цепь каждого из генераторов тока 1 и 2 состоит из последовательно соединенных диодов 8 и 9 и ключа 10, причем входы унравления левого и правого по схеме ключей присоединены к выходам триггера 11. Каждый из ключей подключен к резистивному делителю напряжения через цепочку; диод 12, резистор

13- к плюсу источника питания. Интегрирующий конденсатор 14 подключен

к точкам соединения диодов 8, 9 цепей обоих генераторов тока. Обе обкладки конденсатора

14через диоды 15 и 16 подключены к контрольному входу блока сравнения 17, на вход онорного сигнала которого подан стабильный сигнал Lon. Импульсный выход блока сравнения соединен со счетным входом триггера 11.

Устройство функционирует следующим образом.

При включенном ключе 6 через резистор 5 плюс питания запирает диоды 3, 4 и током генератора тока 2 при включенном левом ключе 10 и выключенном правом производится заряд интегрирующего конденсатора 14 по цепи: генератор тока 2, диод 8 (правый),- интегрирующий конденсатор 14-диод 9 (левый),- ключ 10 (левый),- заземленная шина. Напряжение па интегрирующем конденсаторе изменяется, как известно, по закону:

t

, - J

и

где i/c - напряжение на обкладках интегрирующего конденсатора; i - уставка тока генератора тока 2.

В момент , когда напряжение на конденсаторе 14 достигнет-уровня опорного сигнала блока сравнения, импульс с его выхода перебросит триггер 11 в новое устойчивое состояние и интегрирующий конденсатор 14 начнет перезаряжаться от генератора тока 1 по аналогичной предыдущей правой ветви через открытый ключ 10 (правый). Сначала произойдет полный разряд интегрирующего конденсатора 14, а затем его перезаряд в обратной полярности до напряжения, равного по абсолютному значению Don, при котором снова срабатывает блок сравнения 17 и триггер 11 переключается в предыдущее состояние в результате воздействия импульса с выхода блока сравнения 17.

Цикл разряда и перезаряда интегрирующего конденсатора 14 по цепи: генератор тока 2, диод 3 (правый), кондепсатор 14,- диод 9 (левый), ключ 10 (левый) повторяется.

Количество выходных импульсов триггера 11 соответствует численному значению интеграла входного сигнала сомножителя Lsxa подынтегральной функции.

Сомножитель t/sxi вводится включением цепи широтпо-импульсного модулятора 7 и запираемого ключа 6. Действительно, при замкнутом ключе 6 токи

обоих генераторов тока 1 и 2 предпочтут путь через диоды 3, 4 и ключ 6 на минус источника питания и всякие процессы заряда будут прерваны. Благодаря очень высокому обратному сопротивлению примененных в схеме кремниевых диодов заряд на конденсаторе 14 останется неизменным на время включения ключа 6.

При отключении (запирания) ключа 6 сигналом с выхода широтно-импульсного модулятора 7 процессы заряда конденсатора 14 возобновляются.

Средний ток через конденсатор 14 является произведением тока установки генераторов тока 1, 2 на отнощение времени включенного

состояния ключа 6 к периоду повторения выходных импульсов широтно-импульсного модулятора 7. Если это соотношение прямо пропорционально первому сомножителю подынтегральной функции, то средний ток интегрирующего конденсатора 14 также прямо пропорционален произведению сигналов сомножителей подынтегральной функции, а количество выходных импульсов триггера 11 прямо пропорционально интегралу этого произведения.

Задание неодинаковых уставок тока генераторов 1 и 2 в сочетании с возможностью управления уровнем опорного напряжения блока сравнения 17 позволяет расширить

функциональные возможности описываемого устройства.

Предмет изобретения

Множительно-интегрирующее устройство

шагового типа, содержащее диоды, резисторы, интегрирующий конденсатор, обкладки которого подключены через диоды ко входу блока сравнения, присоединенного выходом к счетному входу триггера, и широтно-импульсный

модулятор, вход которого подключен к источнику первого перемножаемого сигнала, а выход соединен с управляющим входом первого ключа, присоединенного непосредственно и через резистор резистивного делителя соответственно к отрицательному и положительному полюсам источника питающего напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит два управляемых генератора тока, которые включены в цепь

между положительным полюсом источника питающего напряжения и выходом резистивного делителя напряжения последовательно с двумя парами последовательно и согласно включенных диодов и вторым и третьим ключами,

присоединенными управляющими входами к соответствующим выходам триггера, управляющие входы генераторов тока подключены к источнику второго перемножаемого сигнала, обкладки интегрирующего конденсатора подключены к точкам соединения соответствующих пар диодов, точка соединения первого ключа с резистором подключена через два коммутирующих диода к точкам соединения управляемых генераторов тока с соответствующими парами диодов, между положи- 5 тельным полюсом источника питающего напряжения и точками соединения пар диодов со вторым и третьим ключами включено по цепочке в виде последовательно соединенных резистора и диода.

t-J-O