Устройство для деления аналоговыхСигНАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к аналогово вычислительной технике, в частности, к устройствам времяимпульсного определение отношения двух электрических сигналов. Известны времяимпульсные устройства открытого типа, выполняющие операцию деления путем форьшрования пилообразного напряжения из сигнала делителя с последующим сравнением его с сигналом делимого, при. этом длительность интервала времени от на чала формирования пилообразрого напряжения до момента динамической компенсации уровня делимого пилообразным напряжением пропорциональна определяемому отношению сигналов Lll Однако подобным устройствам свойственны погрешности определения отно шения за счет нелинейности начального участка пилообразного напряжения и задержки срабатывания схемы сравнения. Известны устройства с двумя схемами сравнения, первая из которых ге нерирует импульс в момент перехода пилообразного напряжения через задан ное значение напряжения Ug, называемое условным нулем, а вторая .- в момент равенства пилообразного напряже ния сумме сигналов делимого и условного нуля. Промежуток времени между срабатыванием первой и второй схем сравнения, фиксируек&лй триггером,пропорционален определяемому отношению 2. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для деления напряжений, которое предназначено для определения отношения двух электрических сигнгшов в форме напряжения и включает в себя управляемый генератор линейного напряжения, выход которого псшключен к nepBotlQr вхсду управляемого генератора линейного напряжения, источник сигнала делителя, выход которого п эдключей к первсму входу управляемого ген ; атора линейного напряжения, генёрат TaKTOttix импуЛьсов, выход которого подключен к второму входу управляемого генератора линейного напряжения, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых объединены к. подключены к выходу управляемого ге-т иератсфа линейного напряжения, источник сигнала делимого, резистивный делитель напряжения, выход которого подклшчеи к вторс 1у входу первого ,блока сравнения, триггер, входы которого подключены к выходам первого и второго блоков сравнения, а выход яв ляется выходом устройства sj. Недостатком известного устройства является низкая точность деления напряжений. Цель изобретения - увеличение точ ности деления напряжений. Поставленная цель достигается тем что в известное устройство введены сумматор и источник опорного напряже ния, выход которого подключен к первому входу сумматора и к входу резистивного делителя напряжения, второй вход сумматора подключен к выходу источника сигнала делимого, третий вход сумматора подключен к выходу управляемого генератора линейного напряжения, выход сумматора подключен к второму входу второго блока сравнения. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для деления аналоговых сигналов, на фиг. 2 - диаграммы, поясняюгцие принцип работы устройства. Устройство для деления ангшоговых сигналов содержит управляемый генератор 1 линейного напряжения, к первому входу которого подключен выход источника 2 сигнала делителя, а второй вход соединен с генератором 3 тактовых импульсов. Выход генератора 1 соединен с первыми входами двух блоков сравнения 4 и 5. Второй вход второго блока 4 сравнения со динён с резистивным делителем 6 напряжения, а второй вход блока 5 срав нения подключен к выходу сумматора 7 Второй вход сумматора 7 соединен с выходом источника 8 сигнала делимого а первый.вход сумматора 7 подключен к выходу источника 9 опорного напряжения и к входу реэистивного делителя б напряжения. Выходы блоков сравнения 4 и 5 соединены с установочными входами триггера 10, выход которого является выходом устройства. Устройство для деления аналоговых сигналов работает с л еду кядим образом. В момент появления тактового импульса (фиг. 2а), формируемого генератором 3, на выходе управляемого ге нератора 1 линейного напряжения вырабатывается пилообразное напряжение U(t) (фиг.26), наклон которого опре деляется напряжением источника 2 делителя . Kj-U, v t; « Uj- с (i где К - постоянный коэффициент t - текущее значение времени, начиная с момента появления тактового импульса Uj{ - напряжение источника делите ли. Напряжение U(t) подается на первые входы блоков сравнения 4 и 5. На второй вход блока 4 сравнения подается напряжение и (фиг. 2б), снимаемое с резистивного делителя б напряжения, причем где Kj- коэффициент преобразования уровня .опорного напряжения UQ, снимаемого с источника 9 опорного напряжения. На выходе сумматора 7 формируется напряжение Uj (фиг. 26). 3 4 О где К, - постоянные коэффициенты сумматора 7, и - напряжение, снимаемое с источника 8 сигнала делимого. Блок 4 сравнения вырабатывает имульс (фиг. 2в) в момент времени t, который определяется из уравнения (4) где Uj, - порог срабатывания .блока 4 сравнения. Блок 5 сравнения вырабатывает импульс (фиг. 2г) в момент времени t, , который определяется из выражения K3U4-«- ,jp, (5) где и - напряжение смещения нуля сумматора 7 (дрейф нуля); UQJ - порог срабатывания блока 5 сравнения, опред еляющий задержку срабатывания. Выхэднвй импульс блока 4 сравнения устанавливает триггер 10 в состояние логической 1, а импульс,снимаемый с выхода блока 5 сравнения, возвращает триггер 10 в исходное состояние логического О. Длительность импульса Д1 (фиг. 2д) соответствует промежутку времени между моментами t. и t , и выражается следующим / образ ом KjU + K UptUca-Uci Ugp-XtUq Z KiUi При настройке коэффициента Kj. резистивного делителя напряжения таким образом, что K lUo Uc2-Uci 9P (7) Оо длительность импульса формируемого триггером 10 будет строго пропорциональна отношению двух напряжений , в) Устройство функционирует в течение длительности тактового импульса. С приходом следующего тактового импульса вычислительный цикл повторяется. При К - 1 выражение (6) соответствует выходному сигналу, формируемому известным устройством, позтому определение отношения напряжений в известном устройстве происходит с относительной погрешностью o(K,-1), RjUA

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определять отношение двух электрических сигналов с большей точностью.

Это дает возможность использовать предлагаемое устройство в вычислительной технике, в промьшшенности, в измерительных схемах фотометрических систем при определении коэффициентов пропускания, отражения, рассеивания и других, а также в радиотехнических устройствах, использующих определение отнсниения двух электрических сигналов, и в других областях техники, где требуется получение отношения двуханалоговых сигналов с высокой степенью точности.

Формула изобретения

Устройство для деления аналоговых сигналов, содержащее управляемый генератор линейного напряжения, источник сигнала делителя, выход которого подключен к первому входу управляемого генератора линейного напряжения, генератор тактовых импульсов,выход которого подключен к второму входу управляемого генератора линейного напряжения, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых объединены и подключены к выходу управляемого генератора линейного напряжения, источник сигнала, делимого резистивный делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, триггер, входы которого подключены к выходам первого и второго блоков сравнения, а выход является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшеикя точности деления, в устройство введены сумматор и ис0точник опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу сумматора и к входу реэнстивнЬго делителя напряжеиия, второй вход сумма±ора подключен к выходу источника сигнала делимого, третий вход сумматора подключен к выходу управляемого генератора линейного напряжения, выход сумматора подключен к второму входу второго блока сравнения.

Источники информацииf

0 принятые во внимание при экспертизе

1.жйлинскас Р.-П.П. Измерители отношения. М., Советское радио, 1975, с. 79.

2.Справочник по ангшоговой вычис5лительной технике. Под ред.Г.Е. Пухова, Киев, Техника, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2648425,

кл. G 06 G 7/16, 11.07.78 (прототип). 0