Квадратичный частотный преобразователь Советский патент 1977 года по МПК G06G7/20 

1

Изобретение относится к вычислительной (технике и может использовано в вычислительных машинах в качестве множительного устройства или квадратора.

Известно время - импульсное множитель нов устройство, содержащее генератор пря-. моугольных импульсов, yпpaвnяe aIe делители напряжения, усилительный элемент 1

Это устройство имеет низкую точность рыполнения вычислительной операции.

Известен также квадратичный частотный: преобразователь, содержащий последователь но соединенные формирователь длительности ймп льсов, формирователь амплитуды импулЬ Ьов, масштабирующий резистор, усилитель и (выходной генератор, выход которого подклкь чен к дополнительному входу формирователя длительности импульсов, вход усилителя со единен с выводом источника эталонного налгряжения через ключевой элемент, параллельно котором подключены обкладки дозирующего конденсатора, .сглаживающий конденсатор, включенный между входом усилителя и щиной .нулевого потенциала, управляющий

вход кл10чевого элемента соединен со входом преобразователя ,

Это устройство имеет сравнительно низкую точность преобрезования.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

Для этого в квадратичный частотный преобразователь введен инвертирующий усилител .вход которого соединен с выводом источника эталонного напряжения, а выход .подкпю Чен к дополнительному входу формирователя амплитуды импульсов, сигнальный вход фор мирователя длительности импульсов присоединен ко входу преобразователя.

На чертеже приведена структурная элек« трическая схема квадратичного частотного преобразов йтэця.

Преобразователь содержит формирователь 1 длительности импульсов, ключевой злемейт 2, дозирующий конденсатор 3, источник 4 эталонного напряжения, инвертирующий усилитель 5, сглаживающий конденсатор 6 мас 11табир тощий резистор 7, усиаитегь 8, выходной генератор 9, формирова ель- 10 ам1ппитуды импульсов, вход 11 преобравовате-i )пя и выход 12 преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Входное импульсное напряжение с частотой fj црступает через вход 11 преобразователя на сигнальный вход формирователя ц длительности импульсов и управляющий вход 1лючеврго элемента 2.

Под действием входного напряжения клю чевой элемент 3 в течение каждого период4 ;напряжения Т. т замыкается и раз-.

мыкается, вследствие чего дозирующий KOJ денсатор 3 заряжается до напряжения tl

и разряжается до нуля.

На вход усилителя 8 поступают импульЬ сы напряжения. Сглаживакидий конденсате 6 усредняет это напряжение, создавая D, , определяемый, сортношением

D, C-f,-U3,,(1)

где С - емкость дозирующего конденсато;ра 3.

Создаваемое этим током напряжение щ входе усилителя 8 усиливается и, поступая на вход выходного генератора 9, изменяет частоту f 5 выходного импульсного нaпpя жения.

Выходное импульсное напряжение с вы-, хода 12 преобразователя поступает на дополнительный вход формирователя 1 длительности импульсов, на сигнальный вход кото рого подаются импульсы входного напряжения.

Формирователь 1 длительности импульсов в течение каждого периода выходного напряжения формирует импульс, длительнос.г которого равна ri периодам входного нап ряжения преобразователя.

Импульсы сВЫхода формирователя 1

длительности импульсов нормируются по амплитуде формирователем 10 амплитуды импульсов (им придается амплитуда, равная -ч Ug ) и осредняются с помощью масштабирующего резистора 7 и сглаживающего конденсатора 6.

Среднее значение тока, поступающего ИЗ рассматриваемой цепи на вход усилителя 8, определяется соотношением ,

Т ±2kJkHiL,

2) i : TR

где R - сопротивление масштабирующего

резистора 7.

Так как напряжение U - подается на д| полнительный вход формирователя 10 ампли- 55 туды импульсов через инвертирующий уси- литель 5, то ток J. противоположен токуС, При большом коэффициенте усиления усилителя 8 в установившемся режиме эти тог

ки практически равны. С учетом этого 4acf тота выходного напряжения преобразовате- ля определяется соотношением

Г...К.,(3)

где К - величина постоянная.

Выражение (3) показывает, что часто-, та выходного напряжения преобразователя пропосциональна квадрату частоты его вход, норо напряжения.

Из этого же выражения следует, что ст тическая точность преобразователя опреде-i йяется точностью емкости дозирующего конденсатора 3 и сопротивления масштабирую-;; щего резчстора 7, так как изменения напряжения IJ.Lблагодаря введеншсг инвертирующего усилитепя 5 компенсируются, а полу-, чение постоянстве .величи1а К достаточно просто.

Таким образом, предложенный квадратич.ный частотный преобразователь имеет повь шенную точность преобразования.

Формула изобретения

Квадратичный частотный преобразовател)ь, содержащий последовательно соединенные формирователь длительности импульсов, фор мирователь амплитуды импульсов, масштабирующий резистор, усилитель и выходной генератор, выход которого подключен к до- полнительному входу формирователя длителЬности импульсов, вход усилителя соединен с быводом источника эталонного напряжение через ключевой элемент, параллельно которому подключены обкладки дозирующего койденсатора, сглаживающий ко1-щенсатор, вкльрчённый между входом усилителя и шиной нулевого потенциала, управляющий вход ключевого элемента соединен со входом преобра- зователя, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен иршертирующий уси- литель, вход которого соединен с выводом источника эталонного напряжения, а выход прдключен к дополнительному входу форми-, рователя амплитуды импульсов, сигнальный вход формирователя длительности импульсов присоединен ко входу преобразователя.

Источники информации, принятые во внима1ше при экспертизе:

1.Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины, Высшая школа, 1972, с. 338-ЗЙ9, У11-27.

2,Авторское свидетельство СССР № 4537О2, М.Кл. Q-Об Q-7/16, О8.06. 73 (прототип).

.,

:

11

-fliH

7

/2