Устройство для моделирования зоны нечувствительности Советский патент 1982 года по МПК G06G7/25 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗОНЫ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике.

Известно устройство для формирования (моделирования) зоны нечувствительности, в которых уровень фиксации выходного сигнала задается от автономного источника опорного напряжения 1 .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для формирования зоны нечувствительности, содержащее дифференциальный усилитель, два диода, инвертор, два резистора, источник опорного напряжения и источник. входного сигнала 21 .

Недостатком известных устройств является наличие погрешности от нестабильности опорного напряжения и изменение .о-шосительного уровня фиксации выходного сигнала при изменении амплитуды входного напряжения.

Цель изобретения - повышение точности моделирования и упрощение устрой, ства.

Поставпейиая цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник входного сигнала, первый и второй выходы которого подключены соответственно к шине нулевого потенциала и к перво му входу амплитудного селектора, выход которого является выходом устройства, введены запоминающий конденсатор к два резистора, первые выходы которых объединены и подключены ко второму входу амплитудного селектора и к первой обкладке запоминающего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, вторые выводы первого и второго резисторов поп-ключены соответственно к выходу амплитудного селектора и к шине нулевого потенциала.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит амплитудный селектор 1, резисторы 2 и 3, запоминающий конденсатор 4 и источник 5 входного сигнала.

Устройство работает следующим обра« эом.

Амплитудный селектор 1 представляет собой аналоговое логическое устройство, выполняющее операцию выделения большого « mrty(Uy,,Ui) или меньшего з в Ttt-in (UH. Ро) из двух сигналов 0 и Un т.е.

ГОд ,j JUij nP/

iS HU nPw и 0

Пусть селектор 1 является максимизирующим в i ciiK{U,Ui), а на .вход устройства- подано синусоидальное напряжение и (t) - и ид Bi п Wt. В течение нескольких периодов Т конденсатор 5 заряжается до нагфяжения фиксации )Q , которое задается, напряжением на конденсаторе U.UflНапр51жение на конденсатоое Uc аависиг от коэффициента перецачи ( i Q. делителя напряжения, где R -1 я RQ есть сопротивления резисторов 2 и 3, (1Ь) - есть слагаемое, обухахавливакицее нелинейность зависимост и с от )Ь .

В интервалы времени f , когда UW/ 7f()c,t блок сравнения пропускает входной сигнал UCi . В интервалах времени, когда U(iji Ug, сигнал на выходе устройства равен напряжению фиксации Up U{. . Выходное напряжение представлено кривой ) фиг. 2).

Таким образом, устройство формирует зону нечувствительности с уровнем фиксации О 5 (bCi-ta JUw. .

Изменение уровня фиксации Up осуществляете регулировкой коэффициента передачи |Ь делителя напряжения. При йтоКГ относительный у{зовень фиксации Ор /Ущ не зависит от изменения амплитуды входного Сигнала, что является ценным свойством для многих практических применений.

- В отличие от известного устройства, в предлагаемом не требуется автономный источник опорного напряжения, задающий уровень фиксации Ug, т.е. погрешность от нестабильности U здесь отсутствует.

Зависимость слагаемого уЦЬ) от коэффщиента {% мсжет быть охфеделена аналитическим или экспериментальным путём. В частности, для прямоугольных импульсных сигналов

1-еир

Г11Ь)

.expUJi iiiiil %R,o J

где С - емкость конденсатора 4;

tt/T - коэффициент заполнения, равный отноше Нйю длительности импульсов tr к периоду TS -flf. При (.

rlfe -.MHtfli).

: Win)

Если алошитудный селектор является минимизирующим (выполняющим операцию j ml п (.) I то устройство формирует зону нечувствительности в области отрицательных полуволн входного сигнала (на фиг. 2 крвиая ЧпС) )«

Устройство может быть также использовано в качестве однопопупериодного выпрямителя, выполняющего рперацию

Л1г0|5{|01+U) при максимизирующем сеяекторе 1. или eO,5(U-lUI) при минимизирующем селекторе 1. Действительно, при |i « О, что соответствует Rj О, слагаемое j((. Следовательно UQ

(. - ® выходе устройстваположительные (или отрицательные) полуъопкы входного сигнала.

При 1Ь 1 устройство выполняет операцию выделения и запоминания максимальных значений входного сигнала (при .использовании максимизирувяцего амплитудного селектора 1) или выделения и запоминания минимальньюх значений входного сигнала (при использовании мини- . мйзйрующего амплитудного селектора 1) Действительно, при i 1 (резистор 3 отсутствует) слагаемое fl(b О, т.е. U . Физически это объясняется тем, что запоминающий конденсатор включен в контур Следящей обратной связи и при (Ь 1 утечка заряда конденсатора компенсируется.

Это свойство позволяет использовать устройство также в качестве прецизионного преобразователя переменных напряжений в постоянное по уровню амплитудного значения. .

Таким образом, предложенное устройство является многофункциональным элементом, осуществляющим с высокой точ.ностью три нелинейных операции, широко используемых в аналоговой вычислительной технике и Б автоматике.

В устройстве могут быть использованы типовые амплитудные селекторы.

Формула из обр е т е н и я

)

Устройство для моделирования зоны нечувствительности, сопержашое иг-точ