Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для формирования напряжения, пропорционального функции от входного напряжения и может быть использовано в аналоговых вычисли- 5 тельных машинах.

Один из известных функциональных преобразователей содержит широтно-импульсный модулятор, импульсные делители напряжения l .Ю

Это устройство обладает сравнительно высокими инструментальнЕлми погрешностями .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 15 функциональный преобразователь, содержащий широтнр-импульсный модулятор, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, фильтрующий блок, источник опорного напря-20 жения, один выход, которого через первый масштабный резистор подключен к информационному входу ключевого элемента, выход которого присоединен ко входу фильтрующего блока, выход 25 фильтрующего блока является выходом функционального преобразователя, второй выход источника опорного напряжения через второй масштабный резистор соединен со входом фильтрующего бло- 30

ка, ко входу широтно-импульсного модулятора подключен источник входного напряжения, соединенные последовательно третий и четвертый масштабные резисторы 2.

Недостатком устройства является относительная сложность функциональной схемы и высокая погрешность, обусловленная большой чувствительностью выходного напряжения к ошибке широтно-импульсного модулятора.

Цель изобретения - упрощение и повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что объединенные выводы третьего и . четвертого масштабных резисторов соединены с информационным входом ключевого элемента, свободный вывод третьего масштабного резистора подключен ко входу широтно-импульсного модулятора, свободный вывод четвертого масштабного резистора соединен с выходом фильтрующего блока.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя.

Устройство содержит источник 1 входного напряжения, источник 2 опорного напряжения, широтно-импульсный модулятор 3, фильтрующий блок 4, ключевой элемент 5, первый, второй, третий и четвертый масштабные резисторы б, 7, 8 и 9, выход 10. Функциональный преобразователь работает следующим образом. Широтно-импульсный модулятор 3 под воздействием входного сигнала вырабатывает периодические импульсы, относительная длительность которых пропорционсшьна входному напряжению в - KeV. (П где С - длительность импульсов; Т - период следования импульсов; KQ - коэффициент пропорциональности. Ключевой элемент 5 в каждом периоде замкнут на время действия импуль. разомкнут в течение оставшейся части периода. На выходе фильтрующего блока.4 за счет глубокой отрицательной обратной связи автоматически устанавливается такое напряжение, что среднее за период значение суммы токов на входе фильтрующего блока 4 рав но нулю.. Это .напряжение равно vsi vj V - Q У ).У«)) V м ц. -ia КеУ -уКеС, где у , у , у- , у - проводимость соответственно пер вого, второго и третьего, четвер того масштабных .резисторов 6, 7, 8 и 9; у - проводимость мас штабного резисто ра обратной связ усилителя фильтрующего блока 4; УО -.величина напряже ния источника 2 опорного напряже ния. Для реализации отрицательного коэффициента О достаточно использовать ключевой элемент 5, разомкнутый в те чение длительности импульсов с выхода широтно-импульсного модулятора 3 и замкнутый все остальное время периодаГ Из выражения (II.) следует, что предлагаемый функциональный преобразователь может реализовать произрольные рациональные дроби с полиномом второго порядка в числителе и первого в знаменателе, как и известное устройство, имея при этом более простую функциональную схему. Уменьшение инструментальных погрешностей объясняется тем, что в предлагаемом функциональном преобразователе снижена чувствительность выходного напряжения к ошибке широтно-импульсного модулятора 3. Таким образом, предлагаемый функциональный преобразователь обладает более высокой точностью работы при более простой функциональной схеме. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий широтно-импульсный модулятор, выход которого соединен с йравляющим входом ключевого элемента фильтрующего блока, источник опорного напряжениЯу один выход которого через первый масштабный резистор подключен к информационному входу ключевого элемента, выход которого присоединен ко входу фильтрующего блока, выход фильтрующего блока является выходом функционального преобразователя, второй выход источника опорного напряжения чег/ез второй масштабный резистор соединен со входом фильтрующего блока, ко входу широтно-импульсного модулятора подключен источник входного напряжения, соединенные последовательно третий и четвертый масштабные резисторы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности, объединенные выводы третьего и четвер ого . масштабных, резисторов соединены с информационным входом ключевого элемента, свободный вывод третьего масштабного резистора подключен ко вхо- ду широтно-импульсного модулятора, свободный вывод четвертого масштабного резистора соединен с выходом фильтрующего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Смолов В. Б. и др. Время-импульсные вычислительные устройства, Энергия, 1968, с. 61-64, рис.346. 2.Мурсаев А. X., Смолов В. Б., Угрюмов Е. П. Прецизионное быстродействующее множительно-делительное устройство на переключателях тока. Автометрия, 4, 1975, с. 67-71, рис. 1 (прототип).