RU1795479C - Analog signal divider - Google Patents
Analog signal dividerInfo
- Publication number
- RU1795479C RU1795479C SU904817596A SU4817596A RU1795479C RU 1795479 C RU1795479 C RU 1795479C SU 904817596 A SU904817596 A SU 904817596A SU 4817596 A SU4817596 A SU 4817596A RU 1795479 C RU1795479 C RU 1795479C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- integrator
- inputs
- operational amplifier
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в измерительных и вычислительных системах дл обработки аналоговой информации. Цель изобретени - повышение точности. Поставленна цель достигаетс за счет того, что предлагаетс использовать отличную от прототипа схемную реализацию блока формировани разности и суммы входных сигналов, котора включает п ть масштабных резисторов, два ключа и два операционных усилител с соответствующими св з ми, 2 ил. vw fcThe invention relates to electrical computing devices and can be used in measuring and computing systems for processing analog information. The purpose of the invention is to improve accuracy. This goal is achieved due to the fact that it is proposed to use a circuit implementation of a unit for generating the difference and sum of input signals that is different from the prototype, which includes five scale resistors, two switches and two operational amplifiers with corresponding connections, 2 or. vw fc
Description
Изобретение относитс к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в измерительных и вычислительных системах дл обработки аналоговой информации,The invention relates to electrical computing devices and can be used in measuring and computing systems for processing analog information,
Известны врем -импульсные устройства , реализующие деление аналоговых сигналов на основе их интегрировани , содержащие два интегратора, блок сравнени , источник опорного напр жени и аналоговые ключи. Их общий недостаток состоит в том, что результат делени существенно зависит от посто нных времени интеграторов и, соответственно, обладает значительной чувствительностью к дрейфу сопротивлений и емкостей пассивных компонентов .Time-pulse devices are known that implement the division of analog signals based on their integration, comprising two integrators, a comparison unit, a reference voltage source, and analog switches. Their common drawback is that the result of the division substantially depends on the time constants of the integrators and, accordingly, has significant sensitivity to the drift of the resistances and capacitances of passive components.
Наиболее близким по технической сущности и цели к предлагаемому изобретениюClosest to the technical nature and purpose of the invention
вл етс устройство дл делени аналоговых сигналов, в котором снижена чуастви- тельность к изменению значений параметров пассивных компонентов посредством введени в устройство блока формировани разности и суммы входных сигналов в составе сумматора и единичного инвертора. В прототипе формирование периодической импульсной последовательности производитс одним и тем же интегратором, параметры пассивных компонентов которого не вли ют, таким образом , на величину выходного напр жени . При этом второй интегратор выполнен как усреднитель и позвол ет получать частное от делени входных аналоговых сигналов в виде посто нного напр жени .is a device for dividing analog signals, in which the sensitivity to changing parameter values of passive components is reduced by introducing into the device a block for generating the difference and sum of the input signals as part of the adder and a single inverter. In the prototype, the formation of a periodic pulse sequence is performed by the same integrator, the parameters of the passive components of which do not, therefore, affect the value of the output voltage. In this case, the second integrator is designed as an averager and allows to obtain the quotient of the division of the input analog signals in the form of a constant voltage.
Недостатком прототипа вл етс его невысока точность из-за нелинейности,The disadvantage of the prototype is its low accuracy due to non-linearity,
VIVI
ОABOUT
ЈЈ
Јь ЮЮь Yu
св занной с неидентичностью коэффициентов инвертировани сигнала делимого и результата суммировани сигналов делимого и делител , при значительной аппаратурной избыточности устройства. Нелинейность прототипа про вл етс в непосто нстве коэффициента пропорциональности ее в передаточной характеристике. Коэффициент а в прототипе зависит от входных сигналов в соответствии с выражением associated with the non-identity of the inversion coefficients of the dividend signal and the result of the summation of the dividend and divider signals, with significant hardware redundancy of the device. The non-linearity of the prototype is manifested in the inconstancy of its proportionality coefficient in the transfer characteristic. The coefficient a in the prototype depends on the input signals in accordance with the expression
(5as(5R(),(5as (5R (),
где да- относительное отклонение коэффициента where yes is the relative deviation of the coefficient
6R - относительное отклонение сопротивлений используемых резисторов от номинала ,.-.6R - relative deviation of the resistors of the used resistors from the nominal, .-.
Y Y
XlXl
Х2X2
Цель изобретени состоит в устранении указанного недостатка, то есть в повышении точности.The aim of the invention is to remedy this drawback, i.e. to improve accuracy.
Поставленна цель достигаетс тем, что блок формировани разности и суммы входных сигналов содержит первый и второй масштабные резисторы, первые выводы которых подключены к первому и второму информационным входам блока, а вторые выводы соответственно через первый ключ и непосредственно подключены к инвертирующему входу первого операционного уси- лител , соединенному через третий масштабный резистор с его выходом и первым выводом четвертого масштабного резистора , подключенного к инвертирующему входу второго операционного усилител , соединенному через второй ключ со вторым выводом первого масштабного резистора и подключенному через п тый масштабный резистор к выходу второго операционного усилител , соединенному с выходом блока, вход задани режима работы которого подключен .к управл ющим входам первого и второго ключей.This goal is achieved in that the unit for generating the difference and the sum of the input signals contains the first and second scale resistors, the first conclusions of which are connected to the first and second information inputs of the block, and the second conclusions, respectively, through the first key and directly connected to the inverting input of the first operational amplifier connected through the third scale resistor with its output and the first output of the fourth scale resistor connected to the inverting input of the second operational gain l connected through the second key to the second output of the first scale resistor and connected through the fifth scale resistor to the output of the second operational amplifier connected to the output of the unit whose operation mode input is connected to the control inputs of the first and second keys.
Сущность предлагаемого изобретени заключаетс в использовании метода поочередного формировани на основе одних и тех же элементов в необходимые интервалы времени последовательно соединенных суммирующей и инвертирующей структур с одновременным поочередным изменением последовательности их соединени посредством поочередного подключени резистора к инвертирующим входам первого и второго операционных усилителей.The essence of the present invention consists in using the method of alternating formation on the basis of the same elements at the required time intervals of series-connected summing and inverting structures with simultaneous alternating changes in the sequence of their connection by alternately connecting a resistor to the inverting inputs of the first and second operational amplifiers.
На фиг. 1 представлена схема устройства дл делени аналоговых сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.In FIG. 1 is a diagram of an apparatus for dividing analog signals; in FIG. 2 - time diagrams of his work.
Устройство дл делени аналоговых сигналов содержит первый-интегратор 1, подключенный выходом к первому входу блока сравнени 2, второй вход которого подключен к выходу переключател 3, а выход соединен с информационным входом второгоA device for dividing analog signals contains a first integrator 1, connected by an output to the first input of comparator 2, the second input of which is connected to the output of switch 3, and the output is connected to the information input of the second
интегратора 4, выход которого вл етс выходом 5 устройства, а также подключен к управл ющему входу переключател 3, соединенного первым и вторым информационными входами с выходом источникаintegrator 4, the output of which is the output 5 of the device, and is also connected to the control input of switch 3, connected by the first and second information inputs to the source output
5 опорного напр жени б и шиной нулевого потенциала 7, блока 8 формировани разности и суммы входных сигналов, первый и второй информационные входы которого вл ютс соответственно входами 9 и 105 of the reference voltage and the bus of zero potential 7, block 8 forming the difference and the sum of the input signals, the first and second information inputs of which are respectively inputs 9 and 10
0 задани делител и делимого устройства, выход блока 8 подключен к информационному входу первого интегратора 1, вход зада- ни режима работы соединен с выходом блока сравнени . При этом блок 8 формиро5 вани разности и суммы входных сигналов содержит первый 11 и второй 12 масштабные резисторы, первые выводы которых подключены к первому и второму информационным входам блока 8, а вторые выводы0 of the task of the divider and the divisible device, the output of block 8 is connected to the information input of the first integrator 1, the input of the task of the operation mode is connected to the output of the comparison unit. In this case, the block 8 of forming the difference and the sum of the input signals contains the first 11 and second 12 scale resistors, the first conclusions of which are connected to the first and second information inputs of block 8, and the second conclusions
0 соответственно через первый ключ 13 и непосредственно подключены к инвертирующему входу первого операционного усилител 14, соединенному через третий масштабный резистор 15 с его выходом и0, respectively, through the first switch 13 and are directly connected to the inverting input of the first operational amplifier 14 connected through the third scale resistor 15 to its output and
5 первым выводом четвертого масштабного резистора 16, подключенного к инвертирующему входу второго операционного усилител 17, соединенному через второй ключ 18 со вторым4 выводом первого масштабного5 by the first output of the fourth large-scale resistor 16 connected to the inverting input of the second operational amplifier 17 connected through the second key 18 to the second4 output of the first large-scale
0 резистора 11 и подключенному через п тый0 resistor 11 and connected through the fifth
масштабный резистор 1.9 к выходу второго1.9 large-scale resistor to the output of the second
операционного усилител 17, соединенному operational amplifier 17 connected
с выходом блока 8, вход задани режимаwith the output of block 8, the input mode reference
работы которого подключен к управл ющимwhose work is connected to the managers
5 входам первого 13 и второго 18 ключей..5 inputs of the first 13 and second 18 keys ..
Устройство работает следующим образом .Пусть в начальный момент времени t 0 интегратор 1 и интегратор-усреднитель 4The device operates as follows. Let at the initial time t 0 integrator 1 and integrator-averager 4
0 обнулены. На первом входе 9 устройства действует сигнал Х2, пропорциональный делителю , а на втором входе 10 - сигнал XL пропорциональный делимому.0 are reset to zero. At the first input 9 of the device, the signal X2 proportional to the divider acts, and at the second input 10, the signal XL is proportional to the dividend.
В интервале времени O.ti ключи 3.1, 18In the time interval O.ti keys 3.1, 18
5 замкнуты, ключи 3.2, 13 разомкнуты управл ющим сигналом +U с выхода блока сравнени 2 (фиг. 26). Операционный усилитель 14 совместно с масштабными резисторами 12, 15 образуют на данном интервале времени инвертор, вход которого соединен со5 are closed, keys 3.2, 13 are open by the control signal + U from the output of comparator 2 (Fig. 26). The operational amplifier 14 together with the large-scale resistors 12, 15 form an inverter at this time interval, the input of which is connected
входом 10 устройства. Операционный усилитель 17 в совокупности с масштабными резисторами 16, 19 и с масштабным резистором 11, подключенным к инвертирующему входу операционного усилител 17 через замкнутый ключ 18, образуют на данном интервале времени инвертирующий сумматор . На первый вход сумматора по цепи масштабного резистора 16 поступает инвертированное напр жение XL а на второй вход по цепи масштабного резистора 11 - непосредственно напр жение Х2. Инвертированна разность входных сигналов устройства поступает на вход интегратора 1, на выходе которого формируетс линейно-нарастающее напр жение Zi (фиг. 2а). При достижении напр жением Zi величины опорного напр жени Е0 источника 6 (мо- мент времени ti на фиг 2а) напр жение на выходе блока сравнени 2 становитс рав-/ ным (-U) (фиг. 26).input 10 of the device. The operational amplifier 17 in conjunction with the scale resistors 16, 19 and with the scale resistor 11 connected to the inverting input of the operational amplifier 17 through the closed key 18, form an inverting adder at this time interval. The inverted voltage XL is supplied to the first input of the adder along the scale resistor 16 circuit and the voltage X2 to the second input via the scale resistor 11 circuit. The inverted difference of the input signals of the device is fed to the input of the integrator 1, at the output of which a ramp voltage Zi is generated (Fig. 2a). When the voltage Zi reaches the reference voltage E0 of the source 6 (time ti in Fig. 2a), the voltage at the output of the comparison unit 2 becomes equal to (-U) (Fig. 26).
В интервале времени ti.ta ключи 3.2,13 замкнуты, ключи 3.1, 18 разомкнуты управл ющим сигналом (-U) с выхода блока сравнени 2 (фиг. 26). Операционный усилитель 14 совместно с масштабными резисторами 12, 15 и с масштабным резистором 11, подключенным к инвертирующему входу операционного усилител .14 через замкнутый ключ 13, образуют на данном интервале времени инвертирующий сумматор, входы которого вл ютс входами 9 и 10 устройства . К выходу указанного сумматора подключен , инвертор, образованный на данном интервале времени операционным усилите- лем 17 и масштабными резисторами 16 и 19. Напр жени XT и /2 поступают на входы сумматора. Инвертированна сумма входных сигналов через инвертор передаетс на вход интегратора 1. Таким образом, на вхо- де интегратора 1 действует сумма напр жений Xi и. Х2, а на выходе интегратора 1 формируетс линейно-убывающее напр жение (фиг. 2а). При достижении входным напр жением 2.2.величины нулевого уровн (момент времени t2 на фиг. 2а) напр жение на выходе блока сравнени 2 становитс равным +U (фиг. 26), вследствие чего ключи 3.1, 18 замыкаютс , а ключи 3,2, 13 размыкаютс . Далее напр жение на выходе интег- In the time interval ti.ta, the keys 3.2,13 are closed, the keys 3.1, 18 are open by the control signal (-U) from the output of the comparison unit 2 (Fig. 26). The operational amplifier 14, together with the scale resistors 12, 15 and with the scale resistor 11 connected to the inverting input of the operational amplifier .14 through a closed key 13, form an inverting adder at this time interval, the inputs of which are inputs 9 and 10 of the device. An inverter formed on a given time interval by an operational amplifier 17 and scale resistors 16 and 19 is connected to the output of the specified adder. The voltages XT and / 2 are applied to the inputs of the adder. The inverted sum of the input signals through the inverter is transmitted to the input of the integrator 1. Thus, the sum of the voltages Xi and acts on the input of the integrator 1. X2, and a linearly decreasing voltage is generated at the output of the integrator 1 (Fig. 2a). When the input voltage 2.2 reaches the zero level (time t2 in Fig. 2a), the voltage at the output of the comparison unit 2 becomes + U (Fig. 26), as a result of which the keys 3.1, 18 are closed, and the keys 3.2, 13 open. Next, the voltage at the output of the integ
ратора 1 вногь нарастает, и цикл повтор етс .The leg 1 expands and the cycle repeats.
Таким образом, на выходе блока сравнени 2 вырабатываетс периодическа последовательность импульсов, котора усредн етс (W) с помощью интегратора-ус- реднител 4(фиг. 26). Результатусреднени , формируемый на выходе 5 устройства, в установившемс режиме пропорционален искомому частному.Thus, a periodic pulse train is generated at the output of Comparison Unit 2, which is averaged (W) using the averaging integrator 4 (Fig. 26). The result of the averaging generated at the output 5 of the device in the steady state is proportional to the desired quotient.
В основу построени устройства положен принцип аналоговой компенсации вли ни параметров пассивных компонентов устройства на результат делени аналоговых сигналов при двухтактной генерации периодической импульсной последовательности на основе интегрировани в одном из. тактов разности, а в другом - суммы сигналов делимого и делител с неизменным коэффициентом передачи сигнала делимого, что достигаетс посредством выполнени суммировани и инвертировани одними и теми же элементами поочередно.The device is based on the principle of analog compensation of the influence of the parameters of the passive components of the device on the result of dividing analog signals during push-pull generation of a periodic pulse sequence based on integration in one of them. the difference clocks, and in the other, the sum of the dividend and divider signals with an unchanged transmission coefficient of the dividend signal, which is achieved by performing the summation and inversion of the same elements in turn.
Среднее значение W напр жени импульсной последовательности W(t) с выхода блока сравнени 2, формируемое интегратором - усреднителем 4 на выходе 5 устройства , характеризуетс следующим образом:The average value W of the voltage of the pulse sequence W (t) from the output of the comparison unit 2, formed by the integrator-averager 4 at the output 5 of the device, is characterized as follows:
§1 + Rn (Ris+Ri6) X2 §1 + Rn (Ris + Ri6) X2
f КФиf CPI
R15-R16R15-R16
Ris + Ri6 Ris + ri6
где Кф - коэффициент передачи интеграто- ра-усреднител 4;where Kf is the transfer coefficient of the integrator-averager 4;
Rn, Ria, Ris, Rie-значени сопротивлений резисторов 11. 12, 15, 16.Rn, Ria, Ris, Rie-values of the resistances of the resistors 11. 12, 15, 16.
Из приведенного выражени видно, чтоFrom the above expression it is seen that
коэффициент при - не зависит самих величин Xi и Х2.the coefficient of - does not depend on the quantities Xi and X2 themselves.
Этим определ етс новое в изобретении по отношению к прототипу положительное качество - повышение точности путем устранени нелинейности передаточной характеристики дл любых допусков резисторов .This determines the positive quality that is new in the invention with respect to the prototype — improving accuracy by eliminating the non-linearity of the transfer characteristic for any tolerance of the resistors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904817596A RU1795479C (en) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | Analog signal divider |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904817596A RU1795479C (en) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | Analog signal divider |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1795479C true RU1795479C (en) | 1993-02-15 |
Family
ID=21510084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904817596A RU1795479C (en) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | Analog signal divider |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1795479C (en) |
-
1990
- 1990-04-23 RU SU904817596A patent/RU1795479C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 456276, кл. G 06 G 7/16, 1975. Авторское свидетельство СССР № 798879,кл. G 06 G 7/161,1981. Авторское свидетельство СССР № 1037278, кл. G 06 G 7/161. 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4246497A (en) | Phase measuring circuit | |
US4091683A (en) | Single channel electrical comparative measuring system | |
EP0303442B1 (en) | Multi-frequency capacitance sensor | |
US4034367A (en) | Analog-to-digital converter utilizing a random noise source | |
GB1598783A (en) | Analogue-digital converter and conversion method | |
RU1795479C (en) | Analog signal divider | |
SU1374258A1 (en) | Apparatus for solving inverted heat conductivity problem | |
JPS62165281A (en) | Integration circuit | |
SU752366A1 (en) | Analogue signal dividing device | |
RU1809531C (en) | Functional analog-to-digital converter | |
SU959101A1 (en) | Apparatus for equalizing tunable analog multiplier with variable tuning rate | |
SU902221A2 (en) | Multivibrator | |
SU744643A1 (en) | Device for setting boundary conditions on rs-network | |
SU731573A1 (en) | Pulse-width modulator | |
SU732866A1 (en) | Slave frequency multiplier | |
SU756483A1 (en) | Analogue storage | |
SU734811A1 (en) | Analogue storage device | |
SU864553A1 (en) | Code-to-voltage converter | |
SU600705A1 (en) | Triangular pulse generator | |
JP2671343B2 (en) | Capacity measuring device | |
SU809223A1 (en) | Analog signal divider | |
Sugiyama et al. | Pulsewidth modulation DC potentiometer | |
SU1001123A1 (en) | Device for normalizing random process | |
RU2002302C1 (en) | Squaring converter | |
SU1256170A1 (en) | Generator of sine signal |