(54) МОСТОВОЕ МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШИРОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ(54) BRIDGE OF MULTIPLE-PERFORMANCE DEVICE FOR LATITUDE-MODULATED
ВЕЛИЧИН гой вывод первого масштабного резистора соединен через третий масштабный резистор с третьей вершиной моста и через второй дополнительный сглаживаюш;ий конденсатор с шиной нулевого потенциала. Сущность предлагаемого изобретени по сн етс чертежом. Устройство состоит из уравновешенного моста , в плечи которого включены импульсно управл емые резисторы 1, 2, 3, 4 источника опорного напр жени 5, дифференциального усилител 6, широтно-импульсного модул тора 7, сглаживающих конденсаторов 8, 9, 10, 11, масштабных резисторов 12, 13, 14 и дополнительного импульсного управл емого резистора 15. Принцип расширени класса решаемых задач и повышени точности выполнени им множительно-делительной операции состоит в следующем. Можно показать, что дл функции y Yx(2) справедливо приближение с приведенной погрешностью , не превосход щей 0,02% вида (3) 0,3283 + 1,04б8л:-Ь 1,9943 + 3,549.« + Здесь 0,1 . Если положить x Q (в - относительна длительность ШИМ-сигнала) и y KG{©) /G (в) - среднее значение проводимости двухполюсника, К - коэффициент пропорциональности ), что нетрудно записать дл выражени (3) моделирующее выражение в виде G(9) j К 0,5015 3,5498+0,1367 которое и вл етс основой дл построени двухполюсника четвертого плеча моста из посто нных и импульсно-управл емых проводимостей . С учетом линейной зависимости средних значений проводимостеи, управл емых выходным ШИМ-сигналом, от вых и еледующих соотношений между проводимост ми резисторов четвертого плеча моста Ог ог.ио «5 -0,5015, 0,13Q7, - 3,049, - 1,0468, ,549. GG ( О--проводимость резисторов импульсноуправл емых резисторов 1, 2, 3). Gi, GZ, GS-проводимость резисторов 12, 13, 14. (4) Gi, GS - проводимость резисторов импульсно управл емых резисторов 4 и 15. Легко сказать, что среднее значение проводимости четвертого плеча моста удовлетвор ет выражению (4) при 1. Поскольку статическа функциональна характеристика уравновешенного моста имеет вид G От GiiGiv,(5) /- / где (л. Оц, От и GIV -средние значени проводимостеи соответственно первого, второго , третьего и четвертого плеч моста, то, принима во внимание (2, 4), получим е,вз е,1/1;, т. е. действительно воспроизводитс зависимость вида (1). При этом предполагаетс , что G,G, G, G, где GB, G и GS - проводимости резисторов импульсно-управл емых резисторов 1, 2, 3. Устройство работает следующим образом. На управл ющие входы импульсно-управл емых проводимостеи 1, 2, 3 поступают входные широтно-модулированные сигналы с относительными длительност ми вь вг, ЭзВыходной ШИМ-сигнал с относительной длительностью в - вых управл ет импульсноуправл емыми резисторами 4 и 15 в четвертом плече моста. При достаточно большой емкости сглаживающих конденсаторов 8, 9, 10, 11 обеспечиваетс «разв зка посто нных и импзльсно-управл емых резисторов между собой по переменному току, что и позвол ет считать среднее значение проводимости двухполюсника «ключ - резистор пропорциональным относительной длительности управл ющего ШИМ-сигнала. Тогда изменение длительностей управл ющих ШИМ-сигналов приводит к пропорциональному изменению проводимостеи первого, второго и третьего плеч моста, что вызывает изменение потенциалов по посто нному току в точках подключени конденсаторов 8, 9. Дифференциальный операционный усилитель посто нного тока, включенный в диагональ моста, выдел ет « усиливает разность потенциалов на этих конденсаторах; в другую диагональ моста включен источник опорного напр жени посто нного тока 5. Выходное напр жение усилител с помощью широтно-импульсного модул тора 7 преобразуетс в ШИМ-сигнал с относительной длительностью бвых, который поступает на управл ющие входы импульсно-управл емых проводимостеи 4, 15 четвертого плеча моста, обеспечива автоматическое сведение его баланса, т. е. выравнивание посто нных составл ющих потенциалов на входах усилител 6. Таким образом, в установившемс состо нии схемы имеет место уравнение баланса моста (5), а значение выходной величины удовлетвор ет уравнению Возможность совмещени множительно-делительной операции с возведением результата в квадрат, достигнута в предлагаемом устройстве, обуславливает целесообразность его использовани в различных системах управлени техническими объектами и технологическими процессами, когда к вычислительным преобразовател м предъ вл ютс жесткие требовани по габаритам, весу, надежности и точности функционировани и умеренных требовани х к быстродействию.VALUE The first pin of the first scale resistor is connected through the third scale resistor to the third peak of the bridge and through the second additional smoothing capacitor to the zero potential bus. The essence of the invention is illustrated in the drawing. The device consists of a balanced bridge, the shoulders of which include pulse-controlled resistors 1, 2, 3, 4 voltage sources 5, differential amplifier 6, pulse-width modulator 7, smoothing capacitors 8, 9, 10, 11, large-scale resistors 12, 13, 14 and an additional impulse controlled resistor 15. The principle of extending the class of tasks and increasing the accuracy with which it performs a multiplier-dividing operation is as follows. It can be shown that for the function y Yx (2), an approximation is valid with a reduced error not exceeding 0.02% of the form (3) 0.3283 + 1.04b8l: - L 1.9943 + 3.549. "+ Here 0.1 . If we put x Q (in - relative duration of the PWM signal) and y KG {)) / G (in) is the average conductivity of the two-pole, K is the proportionality coefficient, which is easy to write for expression (3) the modeling expression in the form of G ( 9) j К 0.5015 3.5498 + 0.1367 which is the basis for the construction of the two-terminal of the fourth arm of the bridge from constant and pulsed-controlled conductivities. Taking into account the linear dependence of the average values of the conductivity, controlled by the output PWM signal, from the output and the desired relations between the conductances of the resistors of the fourth arm of the Og.oio bridge "5-0.5015, 0.13Q7, - 3.049, - 1.0468, , 549. GG (О - conductivity of resistors of pulse-controlled resistors 1, 2, 3). Gi, GZ, GS-conductivity of resistors 12, 13, 14. (4) Gi, GS - conductivity of resistors of pulse-controlled resistors 4 and 15. It is easy to say that the average value of conductivity of the fourth shoulder of the bridge satisfies expression (4) with 1. Since the static functional characteristic of a balanced bridge has the form G From GiiGiv, (5) / - / where (l. Ots, From and GIV are average values of the conductances of the first, second, third and fourth arms of the bridge, respectively, then, taking into account (2, 4), we obtain e, ne, e, 1/1; i.e., a dependence of the form (1) is indeed reproduced. It is assumed that G, G, G, G, where GB, G and GS are the conductivities of the resistors of the pulse-controlled resistors 1, 2, 3. The device operates as follows: The control inputs of the pulse-controlled conductances 1, 2, 3 input width-modulated signals with relative durations are received, and the output PWM signal with relative duration of the signals controls the pulse-controlled resistors 4 and 15 in the fourth shoulder of the bridge. With a sufficiently large capacity of smoothing capacitors 8, 9, 10, 11, the "permanent and impulsive-controlled resistors are alternating alternating current", which allows us to consider the average value of the two-pole conductivity "key - resistor proportional to the relative duration of the control PWM -signal. Then, the change in the duration of the control PWM signals leads to a proportional change in the conductances of the first, second, and third arms of the bridge, which causes a change in DC potentials at the connection points of the capacitors 8, 9. The differential operational amplifier included in the diagonal of the bridge, em “amplifies the potential difference across these capacitors; A DC voltage source is connected to another bridge diagonal. The output voltage of the amplifier is converted by a pulse-width modulator 7 into a PWM signal with a relative duration, which is fed to the control inputs of the pulse-controlled conductors 4, 15 the fourth arm of the bridge, providing an automatic reduction of its balance, i.e. the alignment of the constant component potentials at the inputs of the amplifier 6. Thus, in the steady state of the circuit, the balance equation of the bridge (5) The output value satisfies the equation. The possibility of combining a multiplying-dividing operation with squaring the result, achieved in the proposed device, makes it advisable to use it in various control systems of technical objects and technological processes when computational converters are subject to strict dimensions requirements, weight, reliability and accuracy of operation and moderate speed requirements.