FI70334C - Pulsbreddmultiplikator - Google Patents

Description

roi ,,, KUULUTUSJULKAISU .

«fSÖt B 11 UTLÄGGNIN GSSKRIFT 70 3 34

^ ms) Patentti .työnnetty 4¾¾ Patent ro Melat 15 03 13CG

'SS (51) Kv.lk.*/lnt.CI.4 G 06 G 7/161 // G 06 G 7/22 FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 8012^7 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 18.0*4.80 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 18 . 0*4 . 80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 17.11.80

Patentti- ja rekisterihallitus /44) Nähtäväksi panon ja kuul.julkaisun pvm.— 28.02.86

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 16.05.79

Saksan 1i i ttotasavai ta-Förbundsrepubi iken Tyskland(DE) P 2919786.2 (71) Siemens Akt iengesel 1 schaf t, Ber 1 i n/Miinchen , DE; Wi ttel sbacherplatz 2, 8000 Munchen 2, Saksan 1 iittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Felix Blaschke, Erlangen, Saksan 1iittotasava1ta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7*0 Oy Koi ster Ab (5*0 Pu1ssinleveydenkertoja - Pu1sbreddmu11iplika tor

Keksinnön kohteena on pulssinleveydenkertoja, jossa tulon ensimmäistä tekijää vastaava tulojännite on kytkettävissä kytkimen ja kääntimen avulla etumerkkiä vuorotellen tyyntöelimeen ja kytkintä käytetään tulon toista tekijää edustavilla leveysmodu-loiduilla impulsseilla.

Tällainen kertoja lähtösuureen U = — muodostamiseksi tu- a y lojännitteistä x, y, z on kaupallinen tuote (Time-Division-Multi-plizierer, Typ EL 1/299.02 , Siemens AG, Preisliste RE 1, toukokuu 1972, sivu 6/33-36). Tässä rakenneosassa johdetaan tulojännite z ensimmäisellä vaihtokytkimellä vuorotellen suoraan (kytkennän kesto t^) ja kääntimen välityksellä, etumerkki vaihdettuna, tyyntö-elimen tuloliittimeen (kytkennän kesto t2). Kytkintä käytetään impulsseilla, jotka muodostetaan tulojännitteistä x ja y niin, että (^1“t2)/(T1+T2) = x/y 3a että tyyntöelimen lähtöliittimessä on läh-töjännite Ua = z · x/y (impulssileveyden kertomisen periaate).

2 70334

Kytkentäimpulssien muodostusta varten on varattu saha-aaltogene-raattori, kaksipiste-elin (raja-arvonilmoitin) 3a toinen vaihtokyt-kin, joka johtaa tulojännitteen y vuorotellen suoraan ja toisen kääntimen avulla eteenpäin ja vaihtaa kytkennän samanaikaisesti ensimmäisen vaihtokytkimen kytkentäimpulssien kanssa. Saha-aallon kehittämiseksi on I-elimen kääntötuloliittimessä tulojännite x ja toisen vaihtokytkimen lähtösignaali y'. Kaksipiste-elimeen johdetaan raja-arvona myös vaihtokytkimen lähtöjännite y' - - y ja kaksipiste-elimen lähtösignaalilla käytetään toista vaihtokytkinta, heti kun I-elimen antama apujännite saavuttaa raja-arvon y. Toisen vaihto-kytkimen kytkeydyttyä asentoon y' = +y apujännitekäyrä nousee tulo-suureiden (x + y) integraation ansiosta lineaarisesti , kunnes se ajan t^ kuluttua saavuttaa raja-arvon +y. Vaihtokytkin siirtyy silloin heti asentoon y' = -Y ja apujännite laskee kytkentäkeston aikana t^ lineaarisesti, I-elimen tulosuureita (x - y) vastaavasti. Molempien vaihtokytkimien kytkentäkestot t^ ja t2 täyttävät siten ehdon x/y = (t^ - t2)/(t^ + t2). Tämä tunnettu jakaja käsittää 6 potentiometriä viritystä ja normitusta varten.

Tällaisille pulssinleveyden kertojille on ominaista suuri tarkkuus. Kytkentäelementti- ja viritystyökustannukset kuitenkin kasvavat heti, kun tietyllä käyttöalueella, esimerkiksi ohjauksessa, tarvitaan useita tällaisia kertomisia. Lisäksi tällaiset pulssinleveyden kertojat ovat tarkoitetut vakiotulosuureiden kertomiseen. Muuttuvia tulosuureita käsiteltäessä voi tyyntöelin aiheuttaa ajallisia vääristymiä. Niitä esiintyy esimerkiksi silloin, kun koneita ohjataan pyörivien koneenosien asemista riippuvien suureiden avulla ja kun koneenosien asemia vastaavia, ajallisesti muuttuvia tulosuureita on osien analogiseksi ohjaamiseksi kerrottava keskenään ja laskettava yhteen, jolloin yhteenlaskettavien tulojen yksittäiset tekijät ovat samalla tavalla ajasta riippuvia. Jos näissä tapauksissa jokaisen tulonmuodostukseen käytettäisiin tällaista pulssinleveyden kertojaa, syntyisi lähtösignaaleja yhteenlaskettaessa yksittäisissä tyyntöelimissä interferenssejä ja värähtelyjä, jotka voidaan välttää vain, jos yksittäisten tyyntöelinten viiveet on huolellisesti viritetty päälletysten. Koska kuitenkin tyyntöelimiin tarvittavien, saatavissa olevien kondensaattorien kapasitanssi arvot ovat jaksollisia ja niiden valmistustoleranssit ovat melkoisen suuria, 70334 ovat tavalliset pulssinleveyden kertojat tällaiseen tarkoitukseen sopimattomia. Esimerkiksi epätahtikoneen ohjaukseen on varattu julkaisun DE-OS 19 41 312 mukaan ominaiskäyrän kertoja.

Keksinnön tehtävänä on ehdottaa summan a = .b.*c. laskemi- 11 1 seen tulojännitteiden ja tuloista analogista laskukytkentää, jossa tullaan toimeen mahdollisimman pienillä rakenne-elementti- ja virityskustannuksilla ja joka on suunniteltu ajallisesti muuttivien suureiden käsittelyyn ja toimii pulssinleveyden kertomisperiaat-teella.

Tämä tehtävä ratkaistaan johdannossa ilmoitetun kaltaisella kertojalla keksinnön mukaisesti siten, että summan laskemiseksi kunkin kahden tekijän tuloista kaikille tulonmuodostuksille laskettavan summan rajoissa on varattu yhteinen tyyntöelin, jossa on sen eteen sijoitettu liitospiste, että kulloinkin tulon ensimmäistä tekijää vastaavat tulojännitteet on kytketty yhteiseen kääntimeen, että kääntimen lähtöjännitteet ja erillisten, jokaisen tulon kahta tekijää edustavilla kytkentäimpulsseilla käytettävien kytkimien kautta myös ensimmäisiä tekijöitä vastaavat tulojännitteet on kytketty sovituselimien avulla liitospisteeseen, ja että laskettava summa on otettu tyyntöelimen lähdöstä.

Koska keksinnön mukaan kaikkien tulojen tyyntöön käytetään yhtä ainoaa tyyntöelintä, voidaan ajallisesti muuttuvia tulojän-nitteitä muokata vääristymiä pelkäämättä, joita useat, vain vaikeasti toisiinsa viritettävät tyyntöelimet voisivat synnyttää signaalien sekoittuessa. Edellytyksenä on tällöin se, kuten yleensä pulssinleveyden kertojaa käytettäessä, että laskentataajuus, so. vastaavien kytkimien taajuus, on oleellisesti ajallisesti muuttuvien tulojännitteiden taajuuden yläpuolella. Lisäksi voi yksittäisten tulojen summaamiseen tarvittava liitospiste olla tyyntöelimeksi kytketyn operaatiovahvistimen tuloliittimessä, jolloin oma summaus-operaatiovahvistin sekä perään kytketty käännin voivat jäädä pois, jota käännintä usein tarvitaan tällaisessa summausvahvistimessa lähtösignaalin oikean napaisuuden aikaansaantiin. Lisäksi myös kyt-kentätekniset kustannukset pienenevät, kun tekniikan tason mukaan 70334 jokaisen tulon muodostamiseen tarvittava vaihtokäännin korvataan yhteydellä kääntimellä.

Monissa käyttötapauksissa, erikoisesti pyöriviä koneita ohjattaessa, on kahden summan a^=b*c+d*ejaa2=b*f+d-g muodostus tarpeellista. Keksintö mahdollistaa tällöin tämän samanaikaisen summanmuodostuksen vähäisin kustannuksin, lisäksi tarvitaan vain toinen tyyntöelin ja sen eteen kytketty liitospiste ja sovituselin sekä kaksi lisäkytkintä toisen summan muodostusta varten. Ensimmäisen summanmuodostukseen tarvittavan kääntimen lähtö-signaali johdetaan toisella sovituselimellä toisen kääntimen lii-tospisteeseen. Lisäksi on kulloisiakin ensimmäisiä tekijöitä b tai d vastaavat tulojännitteet kytketty kumpikin toisella kytkimellä, jota käytetään vastaavasti toisilla tekijöillä f ja g, myös liitos-pisteeseen. Molempien tyyntöelimien lähtöliittimissä ovat molemmat laskettavat summat lähtöjännitteinä.

Erikoisen merkityksellistä on tällöin, kun f = -e ja f = c. Jos nimittäin suureet c ja e ovat kulman / cosi ja sin/, mahdollista laskukytkentä karteesisessa koordinaattijärjestelmän koordinaatteina b ja d annetun vektorin a vastaavien yhtälöiden a. = b · cosf + d · sinf 1 il) a2 = b · sinf + d · cosf esittämisen koordinaateilla a^ ja a2 alkuperäisen koordinaattijär-jestelmän suhteen kulmaan kierretyssä koordinaattijärjestelmässä. Täten voidaan esimerkiksi pyörivän koneen vektori, jonka koordinaatit määrätään kiinteässä koordinaattijärjestelmässä vastaavilla mitta-arvoilla, muuntaa koneen mukana pyörivään koordinaattijärjes-telmään. Myös päinvastainen muunnos a. = b · cosf - d * sinf a2 = b sini* + d · cosf ' pyörivästä koordinaattijärjestelmästä kiinteään koordinaattijärjes-telmään on helposti tehtävissä.

Koordinaattien muuntamiseen voidaan käyttää suunniteltua kytkentää, jossa käytetään kahta tyyntöelintä, jolloin cosf:n 70334 muodostamiseksi tuloissa b * cosf ja d · cosf tarvitaan kytkimet, joita käyttävät samat kytkentäimpulssit. Tekijän - sinf muodostamiseen tulossa - b · sinf voidaan käyttää jo tekijän d · sinf muodostamiseen tarvittuja kytkentäimpulsseja, jolloin tarvitsee vain vaihtaa kytkimen avaus kytkimen sulkemiseen, mikä on mahdollista siten, että vastaavassa kytkentäimpulssijohtimessa on NOR-elin.

Keksinnön mukainen kytkentä voidaan käyttää edullisesti, jos pyörivän vektorin, esimerkiksi kolmivaihekoneen vuovektorin asema ja/tai summa on siirrettävä esimerkiksi kiinteästä koordinaattijärjestelmästä toiseen järjestelmään. Kytkennälle annetaan tällöin tuloarvoiksi kiinteän järjestelmän vektorin koordinaattiarvot, jotka voidaan saada esimerkiksi koneen staattorin mittauksista. Tällainen käyttö on selitetty lähemmin suoritusmuotoesimerkeissä.

Keksintöä selitetään lähemmin käyttöesimerkin ja suoritus-muotoesimerkin sekä neljän kuvan avulla huomioon ottaen tekniikan tason.

Kuviossa on: kuviossa 1 vektorin asema kahdessa toistensa suhteen kierretyssä koordinaattijärjestelmässä, kuviossa 2 järjestelmän lohkokaavio vektorin koordinaattien muuntamiseksi toisesta koordinaattijärjestelmästä toiseen koordi-naattijärjestelmään, kuviossa 3 kuvion 2 lohkokaavion kytkentätekninen toteutus tekniikan tason mukaisilla elementeillä ja kuviossa 4 kuvion 2 mukaisen lohkokaavion kytkentätekninen toteutus keksintöä käyttämällä.

Käyttöesimerkin kohteena on epätahtikoneen kenttään kohdistettu säätö. Staattorikäämityksissä kulkevat virrat voidaan koota staattorivirtavektoriksi i, jonka koordinaatit on annettu staattorin koordinaattijärjestelmään vastaavista mittauksista. Staattorin suureista (virrat ja jännitteet) voidaan määrätä myös magneettivuo-vektorisumma V.

Julkaisun DE-PS 19 41 312 mukaan voidaan epätahtikonetta ohjata ja säätää saattamalla sen staattorivirta riippuvaksi kahdesta sähköisestä suureesta, jotka ovat kentän akseliin suhteutettuja suureita. Tätä varten jaetaan staattorivirtavektori magneettivuo-vektorin suuntaiseksi ja sitä vastaan kohtisuoraksi komponentiksi, 70334 so. staattorivirta esitetään karteesisessa, magneettivuovektorin mukana pyörivässä järjestelmässä. Kentän suuntainen virtakomponent-ti määrää silloin kentän summan ja kenttää vastaan kohtisuora komponentti koneen momentin. Kuviossa 1 on staattorin koordinaatti-järjestelmän koordinaatit merkitty merkeillä s^ ja s2 ja kentän koordinaattijärjestelmän koordinaatit merkeillä ja j*2. Komponentit i ^ ja ig2 ovat virtavektorin staattoriin suhteutettuja komponentteja ja i^ sekä i^2 kenttään suhteutettuja komponentteja. Kulma f on kenttävektorin y tai siihen kuuluvan yksikkövektorin ja vektorin s^ välinen kulma.

Tehtäväksi tulee siis laskea vektorin perusvektorin suuntainen ja sitä vastaan kohtisuora komponentti, jolloin perusvektorin ja vektorin koordinaatit on annettu kulloinkin karteesisen koordinaatti järjestelmän koordinaatteina. Koska perusvektori pyörii ja vektorin asema perusvektorin suhteen muuttuu, ovat laskukytkentään annettavat tulosuureet ajallisesti muuttuvia, jolloin tämä muutos on kuitenkin hidas laskukytkennän toimintataajuuteen verrattuna.

Ensiksi täytyy magneettivuovektorin staattoriin suhteutetut koordinaatit muuntaa vastaaviksi yksikkövektorin koordinaateiksi, jotta uuden koordinaattijärjestelmän asema, so. kulma f saataisiin selville. Tähän tarkoitukseen sopii kuviota 2 vastaava vektori-analysaattori, kuten esimerkiksi US-patentissa nro 3 671 731 on selitetty. Tällöin tulosuureet ^ ja v*^2 jaetaan ensiksi jakajissa 2 ja 3 vektorin summalla Ψ ja jakajien lähtösuureet kerrotaan kertojissa 4 ja 5 tulosuureilla ja yg2 niin, että summaavassa lii- tospisteessä 6 on suure ψ2β1/ψ + 2/*^· Tämä suure Y, joka voidaan ottaa liitospisteestä 6, johdetaan samalla jakajien 2 ja 3 jakajan tuloliittimiin.

Jakajan 2 lähtöliittimessä on siis suure y^/y = cosy , joka voidaan ottaa lähtöliittimestä 8. Vastaavaan lähtöliittimeen 7 johdetaan suure ys2/Y = sin/g jakajan 3 lähtöliittimestä.

Tämän perusvektorin Ψ analyysin jälkeen tapahtuu sitten vektorin i muuntaminen vektorinpyörittäjässä 10, kuten esimerkiksi mainitussa patentissa DE-PS 19 41 312 on kuviossa 6 esitetty. Tämä koodrinaattien muuntaminen tapahtuu tunnetun kaavan (1) mukaan: i.. = i i cosf + i _ sinf fl sl 's s2 •’s i^o =-i η sinf + i ~ cosf j2 sl J s s2 Js 70334

Koska pulssinleveyden kertominen voidaan suorittaa suurella tarkkuudella, olisi toivottavaa, että kuviossa 2 esitetty lohko-kaavio voitaisiin toteuttaa pulssinleveyden kertojassa.

Kuviossa 3 on numerolla 20 osoitettu jo johdannossa mainittu pulssinleveyden kertoja. I-elimen 21 toiseen tuloliittimeen on kytketty x-lähete ja ensimmäisen vaihtokytkimen 22 lähtöliitin. I-eli-men lähtöliitin on kytketty raja-arvon ilmoittajaan 23, joka antaa binäärisen lähtösignaalin ja muuttaa signaalinsa heti, kun I-eli-mestä johdettu jännite on sama kuin vaihtokytkimen 22 lähtöliitti-mestä takaisin johdettu jännite y' = - y. Vaihtokytkintä 22 käytetään raja-arvon ilmoittajan signaalilla, joka kytkin vaihtaa kytkentää y-tuloliittimeen johdetun ja yhtäsuuren vastakkaismerkkisen jännitteen välillä, jota varten on varattu käännin 24. z-lähtöliit-timessä oleva jännite kytketään myös vuorotellen kääntimen 25 ja toisen vaihtokytkimen 26 muodostamalla vaihtokytkinlaitteella tyyn-töelimeen 27 raja-arvon ilmoittajan 23 tahdissa. Aikana t^ jännite johdetaan suoraan ja aikana t2 vastakkaismerkkisenä kytkimellä eteenpäin niin, että siihen liitetty tyyntöelin 27 muodostaa keskiarvon Ua = (z · t^ - z · t2)/(t^ + t2). Koska aikoihin t^ ja t2 pätee kuitenkin yhtälö (t^ - t2)/(t^ + t2) = x/y, on pulssinleveyden kertojan 20 lähtöliittimessä 28 jännite z · x/y. Annetussa käyttö-tapauksessa on y = Ϋ ja x = z = *^sl' j°^o;3-n vektorien yksittäisille määresuureille ja niihin kuuluville jännitteille on valittu samat tunnukset.

Pulssinleveyden kertoja 20 käsittää siis kuviossa 2 olevan 2 jakajan 2 ja kertojan 4 yhdistelmän suureen muodostamiseksi.

Suureen muodostamiseen käytetään täysin samalla tavalla ra kennettua pulssinleveyden kertojaa 30. Molempien pulssinleveyden kertojien lähtösignaalit lasketaan yhteen summaimessa 31, jonka pe- 2 rään on kytketty käännin 32, jotta saataisiin tasajännite Ψ= (Ή . +

2 s JL

yg2)/y, joka johdetaan molempien pulssinleveyden kertojien y-tulo- liittimiin ja lisäksi se voidaan ottaa lähtöliittimestä 33. Tällöin ei suureita cos fs - ’’sl* ja sinfg = ys2/y muuteta tasajännitteiksi, vaan impulssijonoksi (sakarakäyräksi), esimerkiksi "High" ja "Low" signaaleista, jotka johdetaan johtimilla 34, 35 vektorianalysaatto- rista.

Näitä impulssijonoja voidaan käyttää impulssinleveyden kertomiseen vektorinpyörittäjässä 40. Yhtälön if^ = ig^ · cos+ ig2 70334 sin muodostamiseen käytetään kaksoiskertojaa 41. Tuloliittimeen 42 johdetaan jännite i ^, joka johdetaan analogisesti kääntimen 43 ja vaihtokytkimen 44 avulla etumerkkiä vuorotellen tyyntöelimeen 45. Vaihtokytkintä 44 käytetään suureen cosfs muodostavalla impulssi-jonolla johtimen 34 välityksellä. Tyyntöelimessä 45 muodostetaan sitten keskiarvo laskemalla kytkentäkestoja t^ ja t£ vastaavat painotetut jännitteet +is^ ja -i , jotka muodostavat ensimmäisen tulon.

Toinen tulo muodostetaan tuloliittimessä 46 olevasta tulo-jännitteestä is2 toisen kääntimen 47, vaihtokytkimen 48 (jota käytetään suureen sin f muodostavilla kytkentäimpulsseilla johtimen 35 välityksellä) tyyntöelimen 49 avulla. Molemmat tulot lasketaan välittömästi yhteen. Koska tyyntöelin ja summain kootaan edullisesti operaatiovahvistimista, on perään kytketty käännin tarpeen oikean etumerkin aikaansaamiseksi.

Toinen kaksoiskertoja 50 yhtälön i>„ = -i sinf + i _cosf S -1- 5 5 to 5 muodostamiseksi voi olla rakennettu analogisesti aivan samalla tavalla ja sen suureiden i . ja i _ tai sinf ja cosf on kytketty myös johtamiin 42, 46 tai 34, 35. Tämän lisäksi tarvitaan vain negatiivisen etumerkin muodostamiseen käännin 51.

Tällainen rakenne mahdollistaa tulojen summan laskemisen suurella tarkkuudella. Tällöin tullaan toimeen kahdella kytkentä-impulssigeneraattorilla. Tällainen kytkentäimpulssigeneraattori käsittää, kuten on selitetty, raja-arvon ilmoittajan 23, jonka lähtösignaali on binäärinen ja johon on annettu saha-aaltojännite-käyrä ja apujännite (tässä tapauksessa y' = ja joka muuttaa läh tö jännitettään joka kerta, kun saha-aaltokäyrä leikkaa apujännitteen.

Tulosuureet ψ n ja y , tai i . ja i _ ovat kiertokenttäko-neen taajuutta vastaavasti ajasta riippuvia. Nämä ajasta riippuvuudet tasottuvat tulojen summaa muodostettaessa kuitenkin suurin piirtein ja tuloksena olevat suureet V tai i . ja i _ ovat vähemmän ajasta riippuvia. Ellei nyt kulloinkin summanmuodostukseen tarvittuja tyyntöelimiä (esim. 43 ja 47) viritetä keskenään huolellisesti, niin voi summattaessa esiintyä värähtelyjä kytkettyjen summanvahvis-timien tuloliitännässä, jotka värähtelyt vääristävät ajasta riippuvuutta. Lisäinterferenssejä voi syntyä siitä syystä, että käytetään kahta, eri taajuuksilla toimivaa saha-aaltogeneraattoria.

Keksinnön mukaan suoritetaan tulojen summanmuodostus lasku-kytkennässä 60 (kuvio 4), joka korvaa rakenneosat 25, 26, 27, 25', 70334 26', 27', 31 ja 32. Summan ^sicos^ + muo<^ostarn:i-seen käy tetään nyt vain yhtä ainoaa tyyntöelintä 51, edullisesti operaatio-vahvistinta 61, jonka vastakytkentä käsittää vastuksen ja kapitans-sin rinnankytkennän. Tämän operaatiovahvistimen tuloliittimessä 62 on liitospiste, joka aikaansaa operaatiovahvistimeen kytkettyjen tulojännitteiden summauksen. Laskukytkentään syötettävät ensimmäiset tekijät y ^ ja johdetaan tähän liitospisteeseen yhteisellä kään- timellä 63 ja vastuksella 64. Lisäksi kytketään nämä tekijät kytkimillä 65 ja 66 ja vastaavilla vastuksilla 67 ja 68 tähän liitospisteeseen, jolloin vastusten 67 ja 68 resistanssi on kulloinkin puolet vastuksen 64 resistanssista ja ne toimivat sovituselimenä, jonka vahvistuskerroin on 2. Kytkimet 65 ja 66 sulkemalla lisätään siis kääntimen 63 antamiin, käännettyihin jännitteisiin niitä kaksi kertaa suuremmat jännitteet ja tässä liitospisteessä niin, että kytkimen sulkuaikana (t^) tulojännitteillä on alkuperäinen etu-merkkinsä ja aukioloaikana (t£) päinvastainen etumerkki. Kytkimiä 65 ja 66 käytetään analogisesti aivan samalla tavalla kuin kuviossa 3 olevia kytkimiä 26, 26' kytkentäimpulsseilla, jotka ovat puls-sinleveyden kertolaskussa tekijöinä cosf ja sinf.

Tämän laskukytkennän 50 kytkentätekniset kustannukset ovat suhteellisen pienet. Erikoisen edullista siinä on se, että pulssi-tettujen jännitteiden tyyntö tapahtuu vasta niiden summauksen jälkeen yhteisessä tyyntöelimessä ja tyyntöelimen viivästys vaikuttaa siksi samalla tavalla molempiin summattaviin. Siinä ei synny mitään häiritseviä interferenssejä.

Kytkimien 65 ja 66 kytkentäimpulssien muodostus voi periaatteessa tapahtua, kuten kuviossa 3. Kuitenkin voidaan käyttää edullisesti kuvion 4 mukaista järjestelmää, jossa tullaan toimeen yhdellä ainoalla, vakiotaajuuden kehittävällä saha-aaltogeneraatto-rilla. Tällainen, saksalaisessa patentissa P29 08 942.7 selitetty saha-aaltogeneraattori on merkitty numerolla 70. Tämä generaattori käsittää taajuudenanturin 71, joka vaihtokytkinlaitteen kytkimien 72 avulla kytkee tuloliittimessä 73 tulojännitteen etumerkkiä vuorotellen integraattoriin 74. Integraattorin lähtösignaali on kol-miokäyrä, joka johdetaan vaihtokytkinlaitteen tuloliittimessä olevaan liitospisteeseen 75 vastakytkentäpiirillä, jossa on tasasuuntaaja, esimerkiksi täysaaltotasasuuntaaja 76, tyyntöelin 77, sovi- 10 70334 tuselin 78 ja PI-säädin 79. Täysaaltotasasuuntauksessa vastaa tyyn-töelimen 77 lähtösignaalin amplitudi kolmiojännitteen puolta amplitudia. Tämän vuoksi tämä signaali kaksinkertaistetaan sovituselimes-sä 78 ja kun sitä verrataan Pi-säätimen tuloliittimessä tuloliitti-messä 73 olevaan jännitesignaaliin, aikaansaadaan se, että saha-aal-täjännitteen amplitudi on tarkassa suhteessa navassa 73 olevaan tulo jännitteeseen . Tässä tapauksessa napaan 73 johdetaan laskukytken-nän 60 lähtöjännite V.

Tällä tavalla kehitetty saha-aaltovertausjännitekäyrä johdetaan kahteen raja-arvon ilmoittajaan 80 ja 81, joihin on kytketty raja-arvoiksi jännitteet ja y £· Nämä raja-arvonilmoittajat kehittävät binäärisen signaalin, joka kulloinkin muuttuu vertailujän-nitekäyrän ja irtikytkettyjen raja-arvojen leikkauspisteessä. Näitä signaalijonoja (sakara-aaltojännitekäyriä) voidaan nyt käyttää kyt-kentäsignaaleina suureita cosf = y./f ja sin/ = Ψ muodos- tettaessa. Tällöin on mahdollista myös suureiden - cos/s ja ~ sin/s muodostaminen siten, että impulssien tehtävät vastaavien kytkimien sulkemisessa ja avaamisessa vaihdetaan. Tämä voi tapahtua niin, että kummankin raja-arvonilmoittimen perään kytketään kieltoväline (NOR-elin) 82, 83, joka kääntää raja-arvonilmoittajien binäärisen lähtösignaalin arvon. Koska laskukytkennän 60 kytkimet 65 ja 66 johtavat tulojännitteet alkuperäisine merkkeineen vain silloin tyyntö-elimeen 61, kun raja-arvonilmoittajat 80 ja 81 reagoivat, so. ver-tailusaha-aaltojännitekäyrä on raja-arvojen y ^ ja y j yläpuolella ja kun tyyntöelin antaa pulssitettujen tulojännitteiden negatiivisen keskiarvon, otetaan kytkentäimpulssit kytkimille 65 ja 66 NOR-elimien 82, 83 lähtöliittimestä.

Suureiden i/^ ja i/^ laskemiseksi kaavan (3) mukaan kerrotaan suureiden cosf ja sin/ sakara-aaltokäyrät vektorinpyörittimessä 90 tulojännitteillä ig^ ja i^. Tällainen vektorinpyörittäjä voidaan rakentaa edullisesti myös keksinnön mukaiseen laskukytkentään. Ensiksi muodostetaan summa a^ = b · c + d · e, jolloin tuloliittimiin b ja d kytketään suureet igl ja ig2, tuloliittimiin c ja e suureet sinf ja cosf Tämän lisäksi summataan aivan samalla tavalla kuin S s laskentakytkennässä 60 jännitteet b ja d kääntimen 91 tuloliittimessä. Kääntimen lähtösignaali johdetaan vastuksella 92 tyyntöelimeen 93. Lisäksi johdetaan jännitteet b ja d kytkimillä 94 ja 95 ja vas- 11 70334 taavilla vastuksilla 96 myös tyyntöelimen 93 tuloliittimeen. Kun vastuksien 96 resistanssi on kulloinkin puolet vastuksen 92 resistanssista, vaikuttavat ne, kuten sovituselin ja kaksinkertaistavat kytkimistä 94 ja 95 tulevat jännittet, jotka liitetään tuloliitti-messä 93 lisäävästi kääntimestä 91 tulevaan jännitteeseen. Suure a^ = i^ voidaan ottaa tyyntöelimen 93 lähtöliittimestä.

Suureen i^ muodostamiseksi täytyy samanaikaisesti muodostaa summa = b · f + d · g. Tämä tapahtuu siten, että kääntimen 91 lähtösignaali johdetaan toisella vastuksella 87 tyyntöelimeen 98. Lisäksi lisätään jännitteet b ja d kytkimillä 100 ja 101 ja vastuksilla 102 tyyntöelimen 98 tuloliittimessä kääntimen lähtöjännittee-seen. Kun vastusten 102 resistanssi on jälleen puolet vastuksen 97 resistanssista, muodostavat ne sovituselimen, joka kaksinkertaistaa siinä olevan jännitteen. Summa otetaan lähtöliittimestä a^.

Kaavan (3) toteuttamiseksi käyttävät NOR-elimien 82 ja 83 lähtöimpulssit kytkimiä 94 ja 95. Kun tässä tapauksessa on asetettava f = -e ja g = c, käyttää jännitteelle b kuuluvaa toista kytkintä 100 kytkimeen 95 kuuluvan kytkentäsignaalin komplementtisig-naali, so. tarvittava etumerkin kääntö johdetaan loogisella vaihdolla raja-arvonilmoittajan 81 samasta lähtösignaalista. Kytkimiä 101 ja 94, joita tarvitaan saman tekijän cosf muodostamiseen, käytetään raja-arvonilmoittajan 80 samalla lähtösignaalilla.

Myös vektorinpyörittäjän 90 suhteen pätee se, että käyttämällä jokaisen summan muodostukseen yhteistö tyyntöelintä, vältetään häiritsevien, ajallisten vääristymien esiintyminen suurin piirtein, koska jokaisen summan kaikkiin tekijöihin vaikuttaa vastaavan tyyntöelimen sama viiveaika. Tällöin jää aikaa kuluttava viritystyö kokonaan pois. Lisäksi ilmenee tästä vektorinpyörittäjästä vielä entistä selvemmin, että keksintö vähentää kytkentäteknisiä kustannuksia melkoisesti.

Keksinnön mukaisen laskukytkennän edut saavutetaan jo yksistään vektorianalysaattorilla tai vektorinpyörittäjällä ja lisääntyvässä määrässä molemmista rakenneosista kootulla kytkennällä ja myös muilla kytkennöillä, joissa on muodostettava summa kahden tekijän useista tuloista. Tällä tavalla voidaan muodostaa yksinkertaisesti myös kolmen tai useamman tulon summa. Kuviossa 4 esitetylle järjestelmälle on epäoleellista, palautetaanko suureet cosfg ja 12 70334 sin/s muodostavassa vektorianalysaattorissa kytkennän läheteykyt-kentäimpulssien muodostamiseen tarvittavaan saha-aaltogeneraattoriin tai välitetäänkö se muulla tavalla. Lisäksi vektorinpyörittäjää 80 voidaan käyttää myös kaavan (2) toteuttamiseen, jos esimerkiksi kenttään suhteistetussa järjestelmässä annettu vektori on muunnettava takaisin staattoriin suhteistettuun järjestelmään. Tässä tapauksessa on vain muutettava kulmafunktioiden etumerkit, so. kiellettävä vain vastaavat kytkentäimpulssit.

Claims (6)

1. Pulssinleveydenkertoja, jossa tulon ensimmäistä tekijää vastaava tulojännite on kytkettävissä kytkimen ja kääntimen avulla etumerkkiä vuorotellen tyyntöelimeen ja kytkintä käytetään tulon toista tekijää edustavilla leveysmoduloduilla impulsseilla, tunnettu siitä, että summan (£^b^c^) laskemiseksi kunkin kahden tekijän (b^, c^) tuloista kaikille tulonmuodostuksille laskettavan summan (£'^b^*c^) rajoissa on varattu yhteinen tyyntöelin (61), jossa on sen eteen sijoitettu liitospiste (62), että kulloinkin tulon ensimmäistä tekijää (bi = Ψ3η' Vs2) vastaavat tulojän-nitteet on kytketty yhteiseen kääntimeen (63) , että kääntimen läh-töjännitteet ja erillisten, jokaisen tulon kahta tekijää (c. = cos </ , sin (f ) edustavilla kytkentäimpulsseilla käytettä- X O O vien kytkimien (65, 66) kautta myös ensimmäisiä tekijöitä (b^ = , Ys2) vastaavat tulojännitteet on kytketty sovitus- elimien (67, 68, 64) avulla liitospisteeseen, ja että laskettava summa ( Ψ Ί cos φ + ψ 0 sin (f ) on otettu tyyntöelimen (si) lähdöstä.

1 3 70334

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kertoja, tunnettu siitä, että jokaisen tulon toisten tekijäin muodostamiseksi kummallekin on varattu raja-arvonilmaisin, jolla on binäärinen läh-tösignaali (80, 81) ja jolle on annettu saha-aaltojännitekäyrä ja tekijää vastaava apujännite, ja että raja-arvonilmaisin muuttaa lähtösignaalinsa joka kerta saha-aaltojännitekäyrän ja apujännit-teen leikkauskohdassa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kertoja, tunnettu siitä, että kaikille tuloille kehitetään saha-aaltojännitekäyräk-si yhteinen kolmiokäyrä, jonka amplitudi on ennaltamäärätty ja taajuus on vakio, ja että apujännitteet on annettu tulojen toisiin tekijöihin verrannollisina kolmioamplitudin murto-osina.

4. Patenttivaatimuksien 1-3 mukainen kertoja, tunnettu siitä, että kahden summan a1 = b · c + d · e ja a2 = b · f + d · g samanaikaiseksi muodostamiseksi kulloinkin ensimmäisiä tekijöitä vastaavat tulojännitteet (b = igl, d = ig2) on kytketty toisen, toisten tekijöiden (f = -sin^, g = cos / ) mukaisesti käytettävän kytkimen (100, 101) ja toisen sovituselimen (92, 96) kautta toisen tyyntöelimen (98) eteen sijoitettuun toiseen 14 70334 liitospisteeseen, johon on kytketty myös kääntimen (91) lähtöjän-nite, ja että laskettava toinen summa (a2 = ii/^) on °tettu toisen tyyntöelimen (98) lähdöstä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kertoja, tunnettu siitä, että silloin kun f = -e ja g = c, on näiden tekijöiden f ja g muodostamiseen tarvittavat toisten kytkimien (100, 101) kytkentä-impulssit otettu tekijäin e ja c muodostamiseen käytetyistä kyt-kentäimpulsseista ja negatiivinen etumerkki on saatu kääntöelimen (83) avulla.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen kertojan käyttö vektorianalysaattorissa ja/tai vektorinkiertäjässä kiertokenttä-koneiden kenttään kohdistettua säätöä varten. 15 70334