SU1013977A1 - Врем -импульсное множительное устройство (его варианты) - Google Patents

Abstract

1. Врем -импульсное множительное устройство, содержащее широтноимпульсный модул тор, к входу которого подключен первый источник сигнала-сомножител , трансформатор, снабженный первичной и двум  вторичными обмотками, к первичной обмотке которого подключены выводы второго источника сигнала-сомножител , первый и второй выводы первой вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с инвертирующим и неин-вертирующим входами операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, ключи, выходной фильтр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены дополнительный операционный усилитель, первый и второй масштабные резисторы, причем выход операционного усилител  .подключен к входу первого ключа, а через первый масштабный резистор соединен с инвертирукидим входом дополнительного операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, второй масштабный резистор подключен между инвертирующим входом и выходом дополнительного операционного усилител , выход первого ключа соединен с входом второго ключа, выход которого подключен к выходу третьего ключа и к входу выходного фильтра, выход дополнительного операционного усилител  соединен с входом четвертого ключа, выход СП которого подключен к входу третьего ключа, управл ющие входы первого и третьего ключей соединены с первым выходом широтно-импульсного модул тора , второй выход которого подключен к управл ющим входам второго и четвертого ключей, первый и второй выводы второй вторичной обмотки трансоо форматора соединены соответственно iCD с выходами первого и четвертого клю1 чей. 2. Врем -импульсное множительное устройство, содержащее широтно-импульсный модул тор, к входу которого подключен первый источник сигналасомножител , трансформатор, снабженный первичной и двум  вторичными обмотками , к первичной обмотке подключены выводы второго источника сигна-: ла-сомножител , первый и второй выводы первой вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим

Description

входами операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключе к шине нулевого потенциала, ключи, входной фильтр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, выход операционного усилител  подключен к первому выводу второй вторичной обмотки трансформатора , второй вывод которой через первый ключ соединен с входом выходного фильтра, и чер.ез второй ключ соединен с шиной нулевого потенциала, управл ющие входы первого и второго ключей соединены с соответствующими выходами широтно-импульсного модул тора .

3.- Врем -импульсное множительное устройство,содержащее широтно-импульсный модул тор, к входу которого подключен первый источник сигнала-сомножител , трансформатор, снабженный первичной и двум  вторичными обмотками , к гюрвичной обмотке подключен выводы второго источника сигнала-сомножител , первый и второй выводы первой вторичной обмотки трансформаг тора соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключен к

шине нулевого потенциала, ключи, выходной фильтр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены дополнительный операционный усилитель и:жасштабные резисторы, причем выход операционного усилител  подключён, к первому выводу второй вторичной обмотки трансформатора , второй вывод которой соединен с входами первого и второго ключей, выход первого ключа через первый масштабный резистор подключен к инвертирующему входу дополнительного операционного усилител , неи вертирующиЙ вход которого соединен с выходом втррого ключа и через второй масштабный резистор подключен к шине нулевого потенциала, инвертирующий вход дополнительного операционного усилител  через третий масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, вход выходного фильтра соединен с выходом дополнительного операционного усилител , между инвертирующим входом и выходом которого подключен четвертый масштабный резистор, управл ющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами широтно-импульсного модул тора.

I

Изобретение относитс  к электрическим вычислительным устройствам с врем -импульсным преобразователем сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно врем -импульсное множительное устройство, содержащее широтно-импульсный модул тор, ключи, трансформаторы f 1 3.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность преобразовани ,

Наиболее близким к изобретению  вл етс  врем -импульсное множительное устройство, содержащее широтноимпульсный модул тор, трансформатор, операционный усилитель, кпючи, выходной фильтр С 2.

Недостатками этого устройства  вл ютс  невысока  точность выполнени 

множительной операции вследствие вли ни  остаточных параметров ключей, в качестве которых примен ют транзисторы , сложности функциональной схемы и сложности регулировани  величины выходного напр жени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности,

С этой целью врем -импульсное MHDжительное устройство, по первому варианту , содержащее широтно-импульсный модул тор, к входу которого подключен первый источник сигнала-сомножител , трансформатор, снабженный первичной и двум  вторичными обмотками, к первичной обмотке подключены выводы второго источника сигнала-сомножител  , первый и второй выводы первой вторичной обмотйи трансформатора

соединены соответственно с инверти0УЮЩИМ и неинвертирующим входами операционного усилител , неинвертирукадий вход-которого подключен к шине нулево го потенциала, ключи, выходной фильтр введены дополнительный операционный усилитель, первый и второй масштабные резисторы, причем выход операционного усили1 ел  подключен к входу первого ключа, а через первый масштабный резистор соединен с инвертирующим входом дополнительного операционного уси лител  , неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала , второй масштабный резистор подключен между инвертирующим входом и выходом дополнительного операционного усилител , выход первого ключа соединен с входом второго ключа, вы- . ход которого подключен к выходу третьего ключа и к входу выходного фильтра, выход дополнительного операционного усилител  соединен с входом четвертого ключа, выход которого подключен к входу третьего ключа, управл ющие входы первого и третьего ключей соединенны с первым выходом широтно-импульсного модул тора, второй выход которого подключен к управл кмцим входам второго и четвертого ключей, первый и второй выводы второй вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с выходами первого и четвертого ключей. Кроме того, во врем -импульсном множительном устройстве, по второму варианту выход операционного усилител  подключен к первому выводу вто рой вторичной обмотки трансформатора второй вывод которой через первый клю соединен с входом выходного фильтра, а че0ез второй ключ соединен с шиной нулевого потенциала, управл ющие входы первого и второго ключей соединены с соответствующими выходами широтно-импульсного модул тора. Причем во врем -импульсное множительное устройство по третьему варианту введены дополнительный операционный усилитель и масштабные резисTOfXJ , причем выход операционного усилител  подключен к первому выводу второй вторичной обмотки трансформатора , второй вывод которой соединен с входами первого и второго ключей, выход первого ключа через первый масштабный резистор подключен к инвертирующему входу дополнительного операционного усилител , неинвертирующий вход которого соединен с выходом 10

t,

(-«)

kit 7 второго ключа и-через вторЫ масштабный резистор подключен к шине нулевого потенциала, инвертирующий вход дополнительного операционного усилител  через третий масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, вход выходного фильтра соединен с выходом дополнительного операционного усилител , между инвертирующим входом и выходом которого подключен четвертый масштабный резистор, управл ющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами широтно-импульсного модул тора. На фиг. 1-3 изображены варианты функциональных схем врем -импульсного множительного устройства, . Устройство по первому варианту (фиг. 1) содержит трансформатор 1, операционный усилитель, 2, широтноимпульсный модул тор 3 выходной фильтр л, первый и второй источники- сигналов-сомножителей 5 и 6, шину 7 нулевого потенциала , зыход 8, первый, второй, ; третий и четвертый ключи , дополнительный операционный усилитель 13, первый и второй масштабные резисторы I и 15. Устройство по второму варианту (фиг. 2) содержит трансформатор 1, операционный усилитель 2, uwpOTHOимпульсный модул тор выходной фильтр Ц, первый и второй источники сигналов-сомжножителей 5 и 6, шина 7 нулевого потенциала, выход 8, первый и второй ключи 9 и 10. Устройство по третьему варианту (фиг. 3) содержит трансформатор 1, операционный усилитель 2, широтно импульсный модул тор 3, выходной фильтр М, первый и второй источники сигналов-сомножителей 5 и 6, шину 7 нулевого потенциала, вых&д 8, первый и второй ключи 9 и 10, первый, второй , третий и четвертый масштабьме резисторы , дополнительный операционный усилитель 15. Врем -импульсное множительное устройство по первому варианту (фиг. 1) работает следующим образои. Относительна  разность длительностей положительного и отрицательного импульсов, формируемых широтно-импульсным модул тором 3 равна где t - длительность положительно импульса; длительность отрицательно импульса I коэффициент пропорииональ ности величина напр жени  или т ки первого источника сигна ла-сомножител  5о На первом и втором выходах широт но-импульсного модул тора 3 формируютс  противофазные, сигналы. При положительном сигнале на первом выходе замкнуты первый и третий ключи 9 и 11, а второй и четвертый клю чи 10 и 12 разомкнуты. Величина тока во второй вторичной обмотке тран форматора 1 равна W ,± -. Оби- ц„ где W - число витков первичной обмотки число витков зторои вторич ной обмотки; ток второго источника сигнала-сомножител . Выражение 2 следует из закона полного тока, если учесть, что ток в первой вторичной обмотке трансформатора 1 равен нулю, так как он определ етс  входным током операционного усилител  2, ток намагничивани  также равен нулю, поскольку магнитопровод трансформатора 1 не перемагничиваетс , что достигаетс  подключением первой вторичной обмот ки к дифференциальному входу операционного усилител  2. Ток на входе выходного фильтра Ц равен току, определ емому выражением GI „ При изменении пол рности сигналов на выходах широтно-импульсного модул тора 3 размыкаетс  первый и третий ключи 9 и 11 и замыкаютс  второй и четвертый ключи 10 и 12, что приводит к изменению направлени  входного тока выходного фильтр k, во второй вторичной обмотке тра форматора 1 направление тока не ме н етс , который в этом случае созд етс  дополнительным операционным у лителем 13. Среднее значение входного тока ходного фильтра k равно t.-t. -Т 2 -ср---о5РЛ .i Подставив значени  (1) и (2). в (З) получим Из выражени  (4) следует, что входной ток выходного фильтра пропорционален произведению сигналов первого и второго источников сигналов-сомножителей 5 и 6„ По сравнению с известным врем импульсное множительное устройство по первому варианту обладает более высокой точностью работы. Врем -импульсное множительное устройство по второму варианту (фиг.2У работаетследующим образом. Коммутаци  первого и второго ключей S и 10 производитс  в противофазе . При замкнутом первом ключе 9 ток второй вторичной обмотки трансформатора 1 поступает на вход выходного фильтра А. Когда первый ключ 9 разомкнут, а второй ключ 10 замкнут, ток на входе выходного фильтра k равен нулю. Среднее значение тока на входе выходного фильтра 4 равно 1 -т U) ток второй вторичной обмотки трансформатора 1{ Ц - длительность выходного импульса широтно-импульсного модул тора 3 в течение которого замкнут первый ключ 91 ь - длительность выходного импульса широтно-импульсного модул тора 3 в течение которого разомкнут первый ключ 9. С у четом выражени  (1) получим (-Ь Ток обмотки определ етс  из выражени  (2). Подставив (2) в (6) получим , «о - -«2 из выражени  7 следует, что ток на входе выходного фильтра А пропорционален произведению сигналов первого и второго источников сигналов-сомножителей 5 и 6. В выражении (7) второй член можно скомпенсировать введением добавочной составл ющей равной велимины с противоположным знаком.

По сравнению с известным устройством предложенное врем -импульсное множительное устройство характеризуетс  более высокой точностью работы при более простой функциональной схеме,

Врем  импульсное множительное устройство по третьему варианту (фиг. З) работает следующим образом .

При одном знаке сигнала на выходе широтно-импульсного модул тора 3 первый ключ 9 замкнут, а второй ключ 10 разомкнут и ток второй вторичной обмотки трансформатора 1 проходит через дополнительный операционный усилитель 15, работающий в этот момент времени в качестве инвертора . При изменении знака сигнала широтно-импульсного модул тора 3 первый и второй ключи 9 и 10 переключаютс  и дополнительный операционный усилитель -15 в этот момент времени работает в качестве неинвертирующего усилител .

Среднее значение входного сигнала выходного фильтра Ц равно

(в)

14где

величина сопротивлени  четвертого масштабного резйс-, тора Ц. Подставив (2) в (8) получим

%- l4W7 BX

Из выражени  (9) следует, что напр жение на входе выходного фильтра Ц пропорционально произведению сигналов первого и второго источников сигналов-сомножителей 5 и 6.

По сравнению с известным устройством предложенное врем -импульсное множительное устройство по третьему варианту обладает более высокой точностью и позвол ет просто регулировать величину выходного напр жени .

Claims (3)

1. Время-импульсноё множительное устройство, содержащее широтноимпульсный модулятор, к входу которого подключен первый источник сигнала-сомножителя , трансформатор, снабженный первичной и двумя вторичными обмотками, к первичной обмотке которого подключены выводы второго источника сигнала-сомножителя, пер- . вый и второй выводы первой вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с инвертирующим и неин-^; вертирующим входами операционного усилителя, неинвертирующий вход ко усилитель, первый и второй масштабные резисторы, причем выход операционного усилителя .подключен к входу первого ключа, а через первый масштабный резистор соединен с инвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, второй масштабный резистор подключен между инвертирующим входом и выходом дополнительного операционного усилителя, выход первого ключа соединен с входом второго ключа, выход которого подключен к выходу третьего ключа и к входу выходного фильтра, выход дополнитель- _о ного операционного усилителя соединен с входом четвертого ключа, выход которого подключен к входу третьего ключа, управляющие входы первого и третьего ключей соединены с первым выходом широтно-импульсного модулятора, второй выход которого подключен к управляющим входам второго и четвертого ключей, первый и второй выводы второй вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с выходами первого и четвертого ключей .

2, Время-импулЬсное множительное устройство, содержащее широтно-импульсный модулятор, к входу которого подключен первый источник сигналасомножителя, трансформатор, снабженный первичной и двумя вторичными обмотками, к первичной обмотке подклю££68101 ““ ПЗ торого подключен к шине нулевого потенциала, ключи, выходной фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный операционный чены выводы второго источника сигна-; ла-сомножителя, первый и второй выводы первой вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, ключи, входной фильтр, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности, выход операционного усилителя подключен к первому выводу второй вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой через первый ключ соединен с входом выходного фильтра, а через второй ключ соединен с шиной нулевого потенциала, управляющие входы первого и второго ключей соединены с соответствующими выходами широтно-импульсного модулятора.

3.· Время-импульсное множительное устройство,содержащее широтно-импульсный модулятор, к входу которого подключен первый источник сигнала-сомножителя, трансформатор, снабженный первичной и двумя вторичными обмотками, к первичной обмотке подключены выводы второго источника сигнала-сомножителя, первый и второй выводы первой вторичной обмотки трансформат тора соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, ключи, выходной фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнитель ный операционный усилитель измасштабные резисторы, причем выход операционного усилителя подключён, к первому выводу второй вторичной обмотки транс форматора, второй вывод которой соединен с входами первого и второго ключей, выход первого ключа через первый масштабный резистор подключен к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя, неирвертирующий| вход которого соединен с выходом второго ключа и через второй масштабный резистор подключен к шине нулевого потенциала, инвертирующий вход дополнительного операционного усилителя через третий масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, вход выходного фильтра соединен с выходом дополнительного операционного усилителя, между инвертирующим входом и выходом которого подключен четвертый масштабный резистор, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами широтно-импульсного модулятора.