Устройство для умножения и деления постоянных напряжений Советский патент 1976 года по МПК G06G7/16 

УСТРОЙСТВО для УМНОЖЕНИЯ и

(54) ДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматического упра ления и регулирования, в частности, в энер гетических измерительных преобразователях мощности и сопротивления. Известное устройство, содержащее широтно-импульсный модулятор, подключенный к генератору импульсов, и амплитудный модулятор, имеет недостаточную точность выполнения операций умножения и деления ij. Известно также устройство, содержащее одновибратор с разрядным конденсатором, подключенный к генератору тактовых импульсов, управляемый токостабилизирующий двухполюсник и амплитудный модулятор 2. Однако широтный модулятор данного устройства выполнен по схеме транзисторного одновибратора с экспонециальным законом изменения напряжения на разрядной емкости. Это приводит к нелинейной функции преобразования устройства, снижая тем са- . мым точность выполнения математических операций. Наличие нескомпенсированных остаточных параметров транзисторных клю ей также приводит к ухудшению точностных показателей работы устройства. Цель изобретения - повысить точность работы устройства. Для этого в устройство введены элемент задержки, включенный между одновибратором и амплитудным модулятором, и стабилизатор тока, подключенный к разрядному конденсатору одновибратора и к уп- равляемому токостабилизкрующему двухполюснику. На чертеже представлена принципиальная элект гческая схема устройства для умножения и деления постоянных напряже- НИИ. Устройство содержит одновибратор 1, включающий в себя разрядный конденсатор 2, транзисторы 3, 4 и резисторы 5-8, подключенный к генератору 9 тактовых им- пульсов. Разрядный конденсатор 2 соединен с управляющим токостабилизирующим двухполюсником 10, состоящим из транзистоов 11 и 12, диодов 13 и 14, резисторов 15-19. Элемент задержки 2О, в состав которого входят транзистор 21, диод 22 и резисторы 23-26, включен между тран зисторным одноБибратором 1 и амплитудным модулятором 27. Устройство работает следующим образом, В одновибраторе L с разрядным конденсатором 2 в исходном состоянии до прихода импульсов с генератора 9 транзистор 3 закрыт, а транзисторы 4 и 21 открыты. При этом разрядный конденсато 2 заряжен до напряжения l- БЭ кэ2l где и J входное напряжение устройства, соответствующее делимому; ( -напряжение на переходе базаэмиттер транзистора 4 ; и,,-,о,- напряжение на насыщенном тран зисторе 21. Запускающий импульс переводит однов братор 1 в квазиустойчивое состояние: транзистор 3 открыт, а транзисторы 4 и 21 закрыты. Разрядный конденсатор 2 н чинает разряжаться постоянным током че рез управляемый токостабипизирующий дву полюсник 10. Ток разряда конденсатора определяется выражением: UoEU + (3 +J +dv. - R КОП M 11 Н, г где и входное напряжение устройства, соответствующее делителю; Hj - сопротивление резистора 15; КОП обратный ток транзистора 11; Е j - напряжение питания одновибрато Rj. сопротивление резистора 16; Ер. - напряжение смещения; - напряжение на диоде 14; R, - сопрютивление резистора 19; Koii обратный ток транзистора 4; (jL,, (t,,j- коэффициенты усиления тока эмит тера транзисторов 11, 12. Если подобрать параметры схем та чтобы значение многочленов в круглы скобках выражения для тока разряда кон денсатора были равны одно другому, то ж лаемый ток d разряда конденсатора 2

RI

т.е.

пропорционален входному напряжению

соответствующему делителю. Время, Uo в течение которого одновибратор находится в квазустойчивом состоянии, с учетом пре-

CR.

где i/u I коэффициент преобразования устьройства;

Ug - входное напряжение устройства, соответствующее одному из сомножителей функции преобразования, определяемой этим выражением. ыдущих выражений определяется из уравенияЦ1-С БЭ +Цкэз кэаР - огп) г де UD - напряжение на диоде 22; U|,,T - напряжение на насыщенном транисторе 3; U напряжение отпирания транзистора . Из уравнения видно, что элемент задержки 20 обеспечивает задержку разряда конденсатора 2. Если значения двухчленов в круглых скобках уравнения равны, то время разряда определяется формулой Р dl 1i Этого можно достигнуть соответствующим выбором типа диода 22 и сопроти&ления резистора 25, подобрав их так, чтобы суммарная вольт амперная характеристика была аналогична входной характеристике транзистора 4. Напряжение . UpTn близки по значениям и примерно на порядок меньще, чем напряжения U-j или Up . Поэтому их взаимная компенсация обеспечивается без подбора при требуемой точности. В силу того, что напряжение Ugg изменяется при изменении входного напряжения U2, , смещение диода 22 осуществляется также и от этого напряжения. При этом достигается равенство U g gj и и р при разных уровнях Uo. Выходные импульсы одновибратора 1 (коллектор транзистора 4) длительностью -i поступают на амплитудный модулятор На выходе амплитудного модулятора 2.7, который является выходом устройства, формируется последовательность прямоугольных импульсов напряжения с частотой тактового генератора 9, длительностью t pm и амплитудой, соответствующей величине входного напряжения U амплитудного модулятора 27, Среднее значение выходного напряжения определяется с учетом предыдущей формулы выражением %

Формула изобретения

Устройство для умножения и деления постоянных напряжений, содержащее одновибратор с разрядным конденсатором, подключенный к генератору тактовых импульсо управляемый токостабилизирующий двухполюсник и амплитудный модулятор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены элемент задержки, включенный между одновибратором и амплитудным модулятором, и стабилизатор тока, подключенный к разрядному конденсатору одновибратора и к управляемому токостабилизирующему двухполюснику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Бонч-Бруевич A.M. и др. Бесконтакные элементы самонастраивающихся систем. М., Машиностроение, 1968, с.124, рис.61.

2.Лейтман М.Б. Транзисторные счетнорещающие устройства для автоматической обработки результатов измерений. - Труды VII Всесоюзной конференции 1965г. Новосибирск, Наука, 1971, с.307-309, рис. 12 (прототип).