Устройство для умножения модулированных по длительности импульсов на аналоговый сигнал Советский патент 1978 года по МПК G06G7/161 

пульсньтм « аналоговым входами стройств а выход подключен через первый масштабный резистор к инвертирующему; входу операционного усилителя, подсоединенного не инвентируюшим входом Через первый компен сирующий резистор к шине нулевого потенциала Sj, Введение второго операционног усилителя для инвертирования аналогового сигнала и второго переключателя, необходимых для работы этого устройства, излишне усложняет .схему устройства. Целью настоящего изоб штбния является упрощение устройства для умножения модулированнь1х по длительности импульсов на аналоговый с йгкал. Для этого устройство содержит второй компенсирующий резистор, который включен между Выходом переключателя и шиной нулевого потенциала, и второй масштабный резистор, включенный между неинвертирующим входом операционного усилителя и первым информационным входом переключателя второй информационный вход которого сое.динен с инвертирующим входом операционного усилителя. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная электрическая схема устройства. Схема устройства содержит переключатель 1с одним управлякяцим и двумя информационными входами, операционный усилитель 2 с фильтром 3 в цепи отрицательной обратной связи и Масштабные резисторы 4, 5 и компенсирующие резисторы 6 и 7, Информационный вход переклАзчателя 1, нормально-замкнутый с его выходом, объединен с инвертирующим входом орерационНого усилителя 2; имекяцего фильтр 3 в цегги отрицательной обратной связи и резистором 4, другой вывод которого соединен с выходом переключателя 1 и резистором 6. Информационный вход переключателя 1, нормально-разомкнутый с его выходом, через резистор 5 подключен к нейнвертирующеыу входу усилителя 2 и к резистору 7 Свободные выводы резисторов 6 и 7 объединены с шиной .нулевого потенциала, управляющий вход переключателя 1 Ябляетс импульсньшг входом, а общая точка информационного входа переключателя 1 и резне тора 5 является аналоговь1м входом уст. ройства. Устройство работает следуКшим образом. Поступающая на управляющий вход переключателя 1 непрерывная серия модулированных по длительности импульсов с коэф фициентом заполненияде Т - длительность положительных, им- ПуЛЬСОВ} (t;,t,j-)-uepHoB повторения импульсов; -fc 2 - длительность отрицательных имульсов, удоавля т работой переключателя 1, Для определенности положим, что при оложительном импульсе на управляющем ходе переключателе 1 его информационный ход, 1ормально-замкнутый с выходом, осается в этом положении на время -J , а случае отрицательного импульса другой нформационный вход соединяется с выходом переключателя 1 на время Т g . В олойсении переключателя 1, показанном на ертеже, работа устройства описывается уравнениями вида. вь.х ) (.2) eci)-e е . . . где напряжение на выходе усилителя 2$ аналоговый перемножаемый сиг нал (изображение по Лапласу); е е - потенциалы инвентирующего н неинвентирующего входов усилителя 2 J Z(p) - сопротивление фильтра 3 в оПе ; раторной форме записи; К 1 Т сопротивления резисторов 5, 6 и 7 соответственно. Система управлений (2) позволяет определить коэффициент передачи К по напряжению усилителя 2 имеющий место в течение времени It В случае отрицательного импульса на упрйвляющем входе переключателя1 работа устройства подчиняется в течение времени системе уравнений. откуда коэффициент передачи К 2 по напряжению усилителя 2 определяется в виде К,(р) где Кд - сопротивление резистора 4.

Потребуем, чтобы в резистивной отрицательной обратной связи усилителз 2 / Z (р)« К / его коэффвдиекть переда-. чи К и Kg , определяемые в виде (3), (5) отличалисьтолько знакамв, имея одинаковьге численные значения. Нетрудно показать, что данное требование выполняется при различньпс сочетаниях номинальных значе НИИ резисторов 4, 5, 6 и 7, удовлетворякяцих условию

11

ww или, при 4- УСЛОВИЮ Я2 . ..., ., а. --. .. , -о SК1 В этом случае для К и К . с:правецливы следующие вь)раження К AM Таким образом, при выполнении условие (6) или условия (7) напряженае на вьпссое усилителя 2 с резистивирй обратной связью является знакочередующимся Мвторенвем аналогбвого сигнала С (6 ) с весовым коэф фициентом К, Среднее значение этого напря жения, являющееся сигналом устройства, равное - : Т. .-. . . : (r)eC K-e(t)(2i--H, (ю и в в случае JpsJo. пропорционально произведению аналогового сигнала в (т) вариации скважности Д 7 (t) модулированных по длительности импульсов. Оно легко может быть выделено с помощью низкочастотного фильтра 3, введенного в цепь отрицательной обратной свази операционного усилителя 2, Например, при реализации фил тра 3 в виде параллельного соединения резистора с сопротивлением 13 и конденсатора е лкостью С, амплитуано-частотная характеристика А { tw ) устройства, имеющая Е этом случае виц

2

J U;J +1

{)

A(w)

--f Чт,ш)

где т. UT3, при надлежащем вьгборе.А, Т ц периода Т повторения импульсов обеспечираетвьщепенне полезного сигнала вида (10). формула изобретения Устройство для умножения модулированных по длительности импульсов на аналоговый сигнал, содержащее операционный усилитель с фильтром в цепи отрицательной обратной связи и переключатель, управлякхщий и первьтй информационный входы которого являются соответственно импульсным И аналоговым входами устройства, а вькод шщключен через первый масштабный резнстор к инвертирующему входу операционного усилителя, подсоединенного неинвертирующим входом через первый компенсирующий резисТ ф к шине нулевого потенциала, о т л и чаийшееся тем, что, с целью упрошенвя устройства, оно содержит второй комвенейрукший резистор, который включен между вьтходом переключателя и нулевого потенциала, и второй масштабный резистор, включенный между неинвёнтируюшнм входом операционного усилителя и 1шрвым информационным входом переключателя, второй информационный вход которого соединен с инвентирующим входом операнионного усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: ,1, Авторское свидетельство СССР № 1S5828, кл. Q06 q 7716, 1963. ,2. Авторское свидетельство СССР NO 428397, кл. Сд 06 C-i 7/16, 1974. 3. Справочник Вычислительная техника, под ред. Г. Хаски и Г. Корна, М.-Л., Энергия, 1964, т. 1, с. 567, рис. 7-1-6а.