Делительное устройство Советский патент 1981 года по МПК G06G7/16 

1

Изобретениеотносится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных

машинах и моделирующих устройствах, а также в контрольно-измерительной

.технике для определения отношения

.двух аналоговых величин.

Известно делительное устройство, содержащее аналоговый блок , усилитель, элемент с регулируемым коэффициентом передачи, управляю щий вход которого соединен с выходом аналогового блока памяти, первый пе. реключатель, подвижный контакт которого подключенко .входу элемента . с регулируемым коэффициентом переда.чи, а первый и второй неподвижные контакты подключены соответственно к первому и второму входай делительного устройства, блок сравнения, первый вход которог.о подключен к ВЫ7 ходу источника опорного напряжения,, а выход - ко входу усилителя, второй переключатель, подвижный контакт которого подключен к выходу элемента с регулируемьом коэффициентом передачи, а первый и рторой неподвижные контакты подключены соответственно ко второму входу блока сравнения и выходу делительного- устройства ГЯ .

2

Недостатком этого устройства яв- , ляется низкая надежность работы, вызванная сложностью схемы и наличием переключателя. .

Известно делительное устройство, содержащее два аналоговых блока памяти, два элемента с регулируемым коэффициентом переда 1и, усилитель, блок сравнения и.переключатели f2 .

Недостатками данного устройства является потеря информации о соотг .ношении входных сигналов в момент пе|реключения, та;к как выходной зажим устройства при этом ни с чем не связан;выходной сигнал несет недостаточно высокую достоверность информации о соотношении входных величин; поскольку установление некоторой величины коэффициента передачи элемента с регулируемым коэффициентом передачи (зависящей от величины сигнала - делителя), происходитпри одном значении сигнала - делителя, а, умножение сигнала - делимого на Указанный коэффициент передачи происходит после переключения, когда величина сигнала-делителя может стать

другой .

Наиболее,близКИМ к предлагаемому является ;множительно-делительное устройство, cojDiepmainee два у гравлявмых делителя напряжения, преобразователь напряжения в управляющий параметр, блок учета знака делителя и перёклю.чатель знака, включённый в цепь обратной связи между парафазнь выход 4 преобразователя и входгили управляемьрс делителей напряжения f3j. Недостатком его является низкая точность, обусловленная неидентичнос тью характеристик управляемых деГлите лей напряжения.. В этом устройстве контролируется значениекоэффициента передачи только т.ого управляемого делителя напряжения, на который подается сигналделИтель. Канал регулирования коэффициента управляемого делителя, на которазй подается сигнал-делимое остается разомкнутым, вследствие чего и сказыва ется влияние неидёнтичнрст характеристик делителей ни точность работы устройства . Цель изобретения - повышение точности делительного устройства. С этой целью в делительное устрой ство, содержащее элемент d: регулируе мьм коэффициентом передачи, блок сравнения и усилитель, вход которого подключен к. выходу блока сравнения, а выход - к управлякицему входу элемента с регулируемым коэффициентом введены модулятор, сумматор, фильтр верхних частот, фильтр нижних частот и выпрямитель, причем вход модулятор подключен к шине опорного напряжения, выход модулятора подключен к пе вому входу сумматора, второй вход ко торого является входом сигнала-дели. теля устройства, выход сумматора под ключен к информационному входу элеме та с регулируемым коэффициентом передачи,, выход которого подключен ко входу .фильтра верхних частот и ко входу фильтра нижних частот, выход {Гильтра верхних частот подключен ко входу выпрямителя, выход которого яв ляется выходом устройства, выход льтра нижних частот подключен к перBcntty входит блока сравнения, второй .вход которого является входом сигнала-делимого устройства. Иа чертеже показана блок-сх.ш«а делительного устройства. Делительное устройство содержит модулятор 2, ,злвмент 3 о регулнрушва коэффициентом переда чя, фильтр 4 иижиих частот, блок 5 еравя ия, уошитель б фильтр 7 вер хних цастоу и сйяпрямитель 8. Вхсэд нодулято 1 подключен к ши не яапряжеиия, а выход я nepscaiy входу сумматора 2. Второй вход сумматора 2 подктйочеи к первоtty &ХОДУ дёяительиого устройства, а вшсод - ко входу,элемента 3 с ре гупкру&в коэффициентом передачи Через фильфр 4 нижних частот выход элемейта Э с регулируенялк коэффициентом передачи связан с первым входом блока 5 сравнения. Второй вход блока 5 сравнения соединен со вторым входе делительного устройства, а выход - с усилителем 6. Выход усилителя б соединен с упрг1вляющим входом элемента 3 с регулируемым коэф- фициентомпередачи, выход которого через последовательно : соединенные .фильтр 7 верхних частот и выпрямитель 8 связан с выходом делительного устройства. Делительное устройгство работает следующим образом. Опорное напряжение Eg преобразуется в высокочастотное Переменное, например., синусоидальное напряжение U с г омощью модулятора 1 согласно выражению . Полученное переменное напряжение и поступает на первый вход сумматора 2, на второй вход которого подается входное нап 3яжение V, в результате чего на выходе сумматора 2возникает напряжение и.,, равное и 0+0 U,jj-Eg S in«ut. В ЭТОМ случае на выходе элемента 3с регулируемым коэффиЯиентом передачи действует напряжение ,Ш., равное (и +j;gSin(s)t) , где К - коэффициент усиления элемента 3 с регулируемым коэффициентом передачи, Полученное напряжение Ц , содержащее низкочастотную составляющую IC,U,, и высокочастотную составляющую , поступает на входы фильтра 4 нижних Частот и фильтра 7 верхних частот. На выходе фильтра 4 нижних частот действует напряжение Ur., равное , где Кц - коэффициент: передачи фильтра 4 нижних частот. Из последнего выражения видно, что на вход блока сравнения поступает только низкочастотная составляющая. выходного напряжения U|, где она. сравнивается с входным напряжением и делительного устройства. Сигнал рассогласования Ug. усиливается с помсхцью усилителя: 6, напряжение U которого подается на упраэлякиций вход элемента 3 с регулируемшк коэффициентом передачи. Благодаря действию обратной связи сигнал рассогласования и близок к нулю, в связи с чем справедливо равенство: « (1) Иа выход фильтра 7 верхних частот , цроходит только высокочастотн.а я составляющая выходного сигнала VA. элеМеята 3 с регулируемым коэффициентом передачи, в связи с чем выходное напряжение Ug этого фильтра равно где Kg - коэффициент передачи фильтра 7 верхних частот. Напряжение с выхода фильтра 7 поступает на выпрямитель 8, выходное напряжение Ug которого определяется выражением .Uff KiKgK Eo,(2) где К„ - коэффициент передачи выпрямителя. Из выражения () получим к и, Из выражения (2) найдем коэффицие передачи К эл.емента Подставив соотношение (4) в (3) Из последнего выражения видно, что выходноэ напряжение устройства пропорционально отношению входных напряжений и и U, так как все остальные величины постоянны. Таким образом, наличие замкнутой системы регулирова ния коэффициенте передачи элемента 3 и использование для опредэле(|ия величины этого коэффициента высокочастотных сигналов и соответствующих дополнительных элементов позволяет повысить точность работы делительного устройства , так как регулирование коэффициентов пере дачи низкочастотной и высокочастотно составляющих происходит в одном бло и соотношение между их величинами, которые если даже и различны, в процессе регулирования изменяется знач тельно меньше, чем соотношение между коэффициентамидвух различных бло ков, как это имеет место в из.вестно устрюйстве. . Формула изобретения Делительное устройство, содержащее элемент с регулируемым коэффициентом передачи, блок сравнения и усилитель, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход - к управляющему входу элемента с регулируемым коэффициентом, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности, в делительное устройство введены модулятор, сумматор, фильтр верхних частот, фильтр нижних частот и выпрямитель, причем вход модулятора подключен к шине опорного напряжения, выход модулятора подключен к первому входу сумматора, второй вход которого является входом сигнала-делителя устройства, выход сумматора подключен к информационному входу элемента с регулируемым коэффициентом передачи, выход которого подключен ко входу фильтра верхних частот и ко входу фильтра нижних частот, выход фильтра верхних частот подключен ко входу выпрямителя, выход которого является выходом устройства, выход фильтра нижних частот подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого является входом сигнала-делимого устройства. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1.Жилииск.ас Р.-П.П. Измерители отношения и их применение в радиой мерительной технике. М., Сов. радио, 1975, с. 319. 2.Авторское свидетельство СССР 634298, кл. G Об G 7/16, 1978. 3.Авторское свидетельство СССР 275534, кл. G 06 G 7/16, 1970 прототип).