SU1665393A1

SU1665393A1 - Function generator

Info

Publication number: SU1665393A1
Application number: SU884627384A
Authority: SU
Inventors: Игорь Юрьевич Сергеев; Юлиан Михайлович Туз; Юрий Анатольевич Двораковский; Станислав Анатольевич Шурпач
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1991-07-23

Abstract

Изобретение относитс к информационно-измерительной технике и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем, а также систем автоматического управлени . Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей за счет обеспечени возможности осуществлени управлени временным сдвигом периодического сигнала или перенесением его спектра. Функциональный преобразователь содержит интегратор, выполненный на операционном усилителе 1, блоке 2 интегрирующих конденсаторов и коммутаторе 3, блок выборки - хранени на запоминающем конденсаторе 8, коммутаторе 9 и повторител х напр жени 10, 11, ключи 4, 5 и 7, запоминающий конденсатор 6 и блок управлени 12. 1 ил.The invention relates to information-measuring technology and can be used in the construction of information-measuring systems, as well as automatic control systems. The aim of the invention is to enhance the functionality by allowing the control of the time shift of the periodic signal or the transfer of its spectrum. The functional converter comprises an integrator configured on the operational amplifier 1, the block 2 of the integrating capacitors and the switch 3, the sampling block — storage on the storage capacitor 8, the switch 9 and the voltage follower 10, 11, the keys 4, 5 and 7, the storage capacitor 6 and control unit 12. 1 sludge.

Description

Ы 1Ы 1

о о ел со ю ыabout o

f, л t f, l t

Изобретение относитс к информационно-измерительной технике, в частности к функциональным преобразовател м, и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем, а также систем автоматического управлени , систем обработки информации и систем автоматизации научных исследований.The invention relates to information-measuring technology, in particular, to functional converters, and can be used in the construction of information-measuring systems, as well as automatic control systems, information processing systems and automation systems for scientific research.

Целью изобретени вл етс расширение фунциональных возможностей функционального преобразовател за счет обеспечени возможности осуществлени управлени временным сдвигом периодического сигнала или перенесением его спектра .The aim of the invention is to expand the functional capabilities of the functional converter by enabling the control of the time shift of the periodic signal or the transfer of its spectrum.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Функциональный преобразователь содержит интегратор, выполненный на опера- ционном уем л ителе 1, блоке 2 интегрирующих конденсаторов, коммутаторе 3, подключенном к блоку 2 интегрирующих конденсаторов и .к , выходу операционного усилител 1, ключ 4, подключенный к входу операционного усилител 1, ключ 5, подключенный к выходу операционного усилител 1, запоминающий конденс- датор 6, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, а друга общим выводом ключей 4 и 7, блок выборки- хранени , выполненный на запоминающем конденсаторе 8, коммутаторе 9 и повторител 10 и 11 напр жени , блок 12 управлени . Примером построени блока 12 управлени может служить совокупность генератора 13 тактовых импульсов, счетчиков 14 и 15 импульсов, подключенных к выходу генератора 13 и к установочному входу блока 12, дешифраторов 16 и 17, подключенных к счетчикам 14 и 15 и к выходам блока 12 управлени ,The functional converter contains an integrator made on the operating system of the customer 1, block 2 of integrating capacitors, switch 3 connected to block 2 of integrating capacitors and. To the output of operational amplifier 1, key 4 connected to the input of operational amplifier 1, key 5 connected to the output of the operational amplifier 1, a storage capacitor 6, one plate of which is connected to the zero potential bus, and the other with a common output of keys 4 and 7, a sampling-storage unit, made on a storage capacitor 8, switch 9 and voltage follower 10 and 11, control unit 12. An example of the construction of the control unit 12 can serve as a set of generator 13 clock pulses, counters 14 and 15 pulses connected to the output of the generator 13 and to the installation input of the block 12, decoders 16 and 17, connected to the counters 14 and 15 and to the outputs of the control unit 12,

Преобразователь работает с периодом, равным периоду входного напр жени UBx(t). В каждом периоде работы содержитс m циклов. Блок 2 содержит m интегрирующих конденсаторов, а коммутаторы 3 и 9 содержат m ключей каждый. В течение всего i-ro цикла оказываетс замкнутым 1-й ключ коммутатора 3, подключа тем самым в цепь обратной св зи операционного усилител 1 i-й конденсатор блока 2, образу интегратор . В начале i-ro цикла кратковременно замыкаетс ключ 5, в результате чего конденсатор 6 зар жаетс до напр жени , равного напр жению на выходе операционного усилител 1 (или, что то же самое, на i-м конденсаторе блока 2), Затем после размыкани ключа 5 кратковременно замыкаетс ключ 4 - весь зар д с конденсатора 6 переходит на конденсатор интегратора, т.е. наThe converter operates with a period equal to the input voltage period UBx (t). In each period of operation m cycles are contained. Block 2 contains m integrating capacitors, and switches 3 and 9 each contain m keys. During the entire i-ro cycle, the 1st switch switch 3 key is closed, thereby connecting the i-th capacitor of block 2 to the feedback circuit of operational amplifier 1, forming an integrator. At the beginning of the i-ro cycle, switch 5 briefly closes, causing the capacitor 6 to charge to a voltage equal to the output voltage of operational amplifier 1 (or, equivalently, on the i-th capacitor of unit 2), then after opening the key 5 briefly closes the key 4 - the entire charge from the capacitor 6 is transferred to the capacitor of the integrator, i.e. on

i-й конденсатор блока 2. После этого конденсатор 6 зар жаетс через ключ 7 от входного напр жени до уровн , соответствующего его мгновенному значению в момент подключени конденсатора. Далее следует разр д конденсатора 6 на вход интегратора и затем в момент размыкани i-ro ключа коммутатора i-й цикл заканчиваетс . Аналогичные процессыthe i-th capacitor of unit 2. Thereafter, the capacitor 6 is charged through the switch 7 from the input voltage to a level corresponding to its instantaneous value at the moment of connecting the capacitor. The next step is the discharge of the capacitor 6 to the integrator input and then at the moment the switch key is i-ro, the i-th cycle ends. Similar processes

происход т в каждом из m циклов каждого периода. Рассмотрим аналитические выра- жени , описывающие этот процесс. Предположим , что перед первым из рассматриваемых периодов напр жение наoccurs in each of the m cycles of each period. Consider the analytical expressions describing this process. Suppose that before the first of the periods in question, the voltage on

I-м конденсаторе бока 2 было равно DIH. Тогда после окончани 1-го цикла в первом периоде оно станет равнымThe first capacitor of side 2 was equal to DIH. Then after the end of the 1st cycle in the first period it will be equal to

, . .. .. С /вх|С . .. .-., .. .. C / I | C. .. .-.

Un + V|H-VlH- сГ + ViHQ,Un + V | H-VlH- cG + ViHQ,

где UBX - мгновенное значение напр жени SJex(t) в момент подключени ключа 7 в 1-м цикле;where UBX is the instantaneous value of the voltage SJex (t) at the time of connecting the key 7 in the 1st cycle;

С - емкость конденсатора 6;C - capacitor capacitance 6;

Ci - емкость 1-го конденсатора блока 2;Ci is the capacity of the 1st capacitor of unit 2;

Q - 1 - С QQ - 1 - With Q

После окончани 1-го цикла во втором периодеAfter the end of the 1st cycle in the second period

V,(1+Q)-fViHQ2.V, (1 + Q) -fViHQ2.

После окончани 1-го цикла в n-м периодеAfter the end of the 1st cycle in the nth period

V.SQ - +V.HQ. U J 1V.SQ - + V.HQ. U j 1

где j - пор дковый номер периода, j 1 ,п. В последнем выражении первое слагаемое представл ет собой сумму m членов геометрической прогрессии со знаменателем прогрессии Q, сход щейс при условии IQI 1. Второе слагаемое КыО - убывающий член при этом же условии, когда п - оо.where j is the sequence number of the period, j 1, p. In the last expression, the first addendum is the sum of m terms of the geometric progression with the denominator of the progression Q, converging under the condition IQI 1. The second term of the CQ is a decreasing term under the same condition when n is oo.

Воспользовавшись формулой дл вы- числени суммы членов геометрической прогрессии при п - оо,получим выражение дл определени напр жени на I-м конденсаторе блока 2 в установившемс режимеUsing the formula for calculating the sum of the terms of a geometric progression with n - oo, we obtain an expression for determining the voltage on the 1st capacitor of block 2 in the steady state

5050

..

Следует заметить, что напр жение на i-м конденсаторе блока 2 не зависит ни от его собственной емкости, ни от емкости кон- денсатора 6. Очевидно, что если I Q | достаточно мало, то процесс установлени напр жени Uioo заканчиваетс достаточно быстро, Практически значение Q может поддерживатьс настолько малым, что переходный процесс заканчиваетс всего за два-триIt should be noted that the voltage on the ith capacitor of block 2 does not depend either on its own capacitance or on the capacitance of capacitor 6. Obviously, if I Q | is small enough, the process of setting the voltage Uioo ends fairly quickly. In practice, the Q value can be maintained so small that the transition process ends in just two or three

периода. Если при этом коммутатор 9 подключает к конденсаторам блока 2 вход повторител 10, то при подключении каждого конденсатора блока 2 конденсатором 8 будет осуществлено запоминание напр же- ни этого конденсатора. С конденсатора 8 напр жение поступает через повторитель 11 на выход устройства, формиру там напр жение , форма которого представл ет собой ступенчатую кривую, полученную кусочно-ступенчатой аппроксимацией входного напр жени Uex- Если коммутаторы 3 и 9 работают синхронно и одновременно замыкаютс 1-й, 2-й1-й,...,т-й ключи обоих коммутаторов, то входное и выходное напр жени устройства не будут иметь временного сдвига друг относительно друга. Измен начальную фазу циклического замыкани ключей одного из коммутаторов 3 или 9 относительно другого, можно тем са- мым задавать временной сдвиг между входным и выходным напр жени ми. Это может осуществл тьс , например, путем начальной установки счетчиков 14 и 15 блока 12 управлени . Если осуществить цилическое замыкание ключей коммутатора 9 не синхронно с коммутатором 3, а с большей или с меньшей частотой, то это приведет к сжатию или раст жению вдоль временной оси выходного напр жени по сравнению с входным, т.е. к перенесению его спектра вдоль оси частот.period If the switch 9 connects the input of the repeater 10 to the capacitors of the unit 2, then when each capacitor of the unit 2 is connected, the capacitor 8 will memorize the voltage of that capacitor. From the capacitor 8, the voltage flows through the repeater 11 to the output of the device, forming a voltage there, the shape of which is a stepped curve, obtained by piecewise-step approximation of the input voltage Uex- If switches 3 and 9 operate synchronously and simultaneously close the 1st, The 2nd, 1st, ..., mth keys of both switches, then the input and output voltages of the device will not have a time shift relative to each other. By changing the initial phase of the cyclic closure of the keys of one of the switches 3 or 9 relative to the other, one can thereby set the time shift between the input and output voltages. This can be accomplished, for example, by the initial installation of the counters 14 and 15 of the control unit 12. If the switches 9 of the switch 9 are not closed synchronously with the switch 3, but with a higher or lower frequency, this will lead to compression or stretching along the time axis of the output voltage compared to the input voltage, i.e. to transfer its spectrum along the frequency axis.

Claims

Claims of the Invention A functional converter comprising first and second keys connected in series, an integrator and a sample-storage unit whose output is the output of a converter, a storage capacitor, one plate of which is connected to a potential of zero potential and the other with a common output of the first and second keys, the third a key, the first information output of which is connected to the common current of the first and second keys, the control unit, whose setup input is the control input of the converter, and its the strokes are connected to the control inputs of the first, second, third keys and the sample-storage unit, characterized in that, in order to expand the functionality by allowing the control of the time shift of the periodic signal or the transfer of its spectrum (N-1) additional integrator outputs are connected to the corresponding (N-1) additional information inputs of the sampling-storage unit, the integrator output is connected via the third key to the common output of the first and second keys, N control inputs detecting a time constant of the integrator, and (N-1) additional control inputs of sample-store unit is connected to outputs of the control unit.