Claims (3)
Основными недостатками прототипа вл етс низка точность воспроизведени квадратичной зависимости, невозможность преобразовани входных сигналов разной пол рности. Неточность прототипа определ етс наличием в его функции преобразовани нар ду с квадратичным членом еще и посто нной составл ющей, котора долж на быть компенсирована. Неточность ил временна нестабильность схемы компен сации обуславливает и погрешность пре образовани . Кроме того, точность вос произведени экспоненциальной зависи мости трудно,контролировать и ошибки в воспроизведении экспоненты вли ют на точность устройства. Дл преобразовани сигнала разной пол рности в устройстве-прототипе необходимо или выпр мл ть преобразуемый сигнал, что вызывает дополнительные погрешности) обусловленные неточностью схемы выпр млени , или делать отдельный канал, поЛйрностью повтор ющий первый, дл преобразовани сигналов Другой пол рности, что приводит к значительному усложнению схемы. В устройстве-прототипе ограничена минимальна величина входного сигнала , который может быть преобразован. Это обусловлено тем, что минимальна величина опорного напр жени , которое подаетс на вход схемы сравнени ,, отлична от нул и равна ХГопд ин о 0, где tTo - амплитуда экспоненциального напр жени , Т - посто нна времени , TO - частота повторени . Таким образом, эта схема.не может быть использована дл преобразовани сигналов, меньших чем U on.-мин. Целью изобретени вл етс увеличение точность квадрировани и расши р€ние :диапазона преобразуемого сигнала (обеспечение квадрировани входных сигналов любой пол рности). Это достигаетс тем , что в известную схему врем /гимпульсного квадратора ,. с одержащую последовательно соединенные ключ и фильтр, выход которого вл етс выходом квадратора, .триггер, первый вход .которого соединен с выходом блока сравнени , а.выход триггера - с управл югцим входом ключа, первый вход блока сравнени вл етс входом квадратора,-введены нуль-орган источники синусоидального опорного напр жени , причем источник синусоидального опорного напр жени соединен с информационным входом ключа ., а второй - со входом нуль-органа и со вторымвходом блока сравнени , .второй вход триггера соединен с выходом блока сравнени . На фйг,1 изображена функциональна схема врем -импульсного квадратора; на фиг.2 - временные диаграммы работы квадратора при преобразовании сигналов положи-, ельной пол рности (а) , и при преобразовании сигналов отрицатеЛ . ной пол рности (б). Предлагаемый .врем -импульсный квад ратор состоит из двух источников 1 и 2 синусоидального,опорного напр жени генерирующих синфазные синусоидальные напр жени U,p,Siti2u),tHUj«Voii nu,tcooTветствённо . Выход пер-ого источника опорного Синусоидального напр жени через ключ 3 и фильтр 4 св зан с выходом квадратора 5. Выход второго источника 2 синусоидального опорного напр жени подключен ко входу б нуль-органа / и ко вхо ду 8 блока сравнени -9, вход ю крторого соединен с источником входного сигнала 11. Выход нуль-органа 7 подключен ко триггера 12, а входу установки выход блока сравнени 9 - ко входу триггера. Выход тригустановки гера подключен к управл ющему входу клдача 3. Квадратор работает следующим образом (см.фиг.2). В момент перехода через ноль в положительном направлении синусоидального напр жени источника опорного напр жени 2. срабатьша;эт нуль-орган 7 и положительный перепад выходного напр жени , устанавливает триггер 12 в состо ние 1 . При этом замыкаетс ключ. 3 и пропускает а выход напр жение источника :. В момент с&авненин синусоидального напр жени источника 2 на восход щей ветви синусоиды с входным сигналом (потенциал входа 8 блока сравнени 9 становитс более положительным, чем потенциал входа 10) срабатывает блок сравнени 9 и положительным перепадом выходного напр жени устанавливает триггер 12 в состо ние О. При этом закрываетс ключ 3. Среднее значение напр жени на выходе ключа,3 за период синусоидального напр жени частотой oij) равно V.,,, StT, 2u,«,Ut (1-С082 V , 9 g: / где tj.- момент закрывани ключа 3, который определ етс моментом сравне-ни - входного сигнала x(t) с опорным напр жением Vftjiiп..tOjjt. Дл случа преобразовани положительного входного сигнала в момент сравнени : Voj 6tn (2) откуда Л Ь«а С81п или luVJt-arcbin- . гifoz Из этих двух решение восход щей ветви синусоиды соответствует первое. Откуда получим xi . scp- Дл отрицательных значений преобразуемого сигнала восход щей ветви синусоиды будет соответствовать решение 2 -are4t i к.При пр.становке этого значени в (1Г результат также окажетс равным (3) Из диаграммы на фиг.2 ййдно, что при преобразовании сигналов положител ной пол рности на выход схемы проходит отрезок синусоиды частоты 2шд длительностью от нул до ti / а при преобразовании отрицательных сигналов проходит полтора полных периода.этой синусоида (два положительных полупери да и один отрицательный) и неполный отрицательный полупериод синусоиды без отрезка синусоида длительностью от нул до -bi . Это эквивалентно в среднем прохождению одного положитель ного отрезка синусоиды длительностью от нул до ti Как следует из (3),площади этих от резкоэ в точности: {пропорциональны квгшрату преобразуемого сигнала и, сле довательно, функци преобразовани cxei«i соотвегствует точной квадратичной зависимости при преобразовании сигналов любого знака. Привед енные диаграммы свидетельству ют об отс угствии в кэадратЬре ограничени на минимальную величину преобразуемого сигнала. Предлагаемойквадратор может быть использован дл построени функциональных преобразователей и множительных устройств аналоговых вычислитель иых мавшн, где источник опорного синусоидального напр жени и один нульорган могут быть общими дл большого .числа одновремен ио работа1рщих квад{ aiTopOB и дл каждого последующего квадратора требуетс установка только одного блока сравнени , ключа и фильт ра. Перспективна эта схема также дл построени трехфазных двух--и трехэлементных преобразователей мощности. Обеспечиваема устройством возможность квадрировани сигналов любой пол рности позвол ет во многих случа х значительно упростить схемы функциональных .преобразователей. Устройство позвол ет также измен ть пол рность выходного сигнала, т.е. получить функцию преобразовани дл чего достаточно помен ть местами установочные выходы триггера 12. Формула изобретени Врем -импульсный квадратор, содержащий Последовательно соединенные ключ и фильтр, выход которого вл етс выходом квадратора, триггер, первый вход которого соединен с выходом блока сравнени , а выход триггера - с управл ющим входом ключа, первый вход блока сравнени вл етс входом квадратора , о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени точности квадрировани , расширени диапазона преобразуемого сигнала, он содержит нуль-орган, источники синусоидального опорного напр жени , причем первый источник синусоидального опорного напр жени соединен с информационным входом ключа, .а второй - со входом нуль-органа и,со вторым входом блока сравнени , второй вход триггера соединен с выходом блока сравнени . . ИстоЧНйки.Информации, прин тые .во внимание при экспертизе 1.Корн Е., Корн Т,, Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, :Мир , 1976, с.356. The main disadvantages of the prototype are the low accuracy of reproduction of the quadratic dependence, the impossibility of converting input signals of different polarity. The inaccuracy of the prototype is determined by the presence in its function of transformation, along with the quadratic term, a constant component, which must be compensated. Inaccuracy or temporary instability of the compensation scheme also causes conversion error. In addition, the reproduction accuracy of the exponential dependence is difficult, control, and exponential reproduction errors affect the accuracy of the device. To convert a signal of different polarity in the device of the prototype, it is necessary either to rectify the signal being converted, which causes additional errors due to the inaccuracy of the rectification circuit, or to make a separate channel repeating the first polarity to convert the signals to the Other polarity, which leads to a significant the complexity of the scheme. In the device prototype is limited to the minimum amount of input signal that can be converted. This is due to the fact that the minimum value of the reference voltage that is applied to the input of the comparison circuit is different from zero and equal to HGPD in about 0, where tTo is the amplitude of the exponential voltage, T is a time constant, TO is the repetition rate. Thus, this circuit can not be used to convert signals smaller than U on.-min. The aim of the invention is to increase the quadrature accuracy and the expansion of: the range of the signal to be converted (to ensure the quadrature of the input signals of any polarity). This is achieved by the fact that in the known time / pulse quadrature scheme,. with a series-connected key and a filter whose output is a quadr output, a trigger, the first input which is connected to the output of the comparison unit, and a trigger output - with a control of the key input, the first input of the comparison unit is the quad input, entered the zero-organ sources of sinusoidal reference voltage, the source of the sinusoidal reference voltage connected to the information input of the key, and the second to the input of the zero-organ and to the second input of the comparator, the second trigger input connected to the output block comparison. On fig, 1 shows a functional diagram of the time-pulse quad; FIG. 2 shows the time diagrams of the quad work when converting signals of positive polarity (a) and when converting signals of the negative. no polarity (b). The proposed time-pulse quadrant consists of two sources 1 and 2 sinusoidal, the reference voltage generating the in-phase sinusoidal voltage U, p, Siti2u), tHUj "Voii nu, tcooT is well. The output of the first source of the reference Sinusoidal voltage through the switch 3 and the filter 4 is connected with the output of the quadrant 5. The output of the second source 2 of the sinusoidal reference voltage is connected to the input of the null-organ b / and input 8 of the comparison unit -9, input It is connected with the input signal source 11. The zero-organ output 7 is connected to the trigger 12, and the installation input is the output of the comparison unit 9 to the trigger input. The output of the trigger is connected to the control input of the unit 3. The quadrator works as follows (see Fig. 2). At the moment of passing through zero in the positive direction of the sinusoidal voltage of the source of the reference voltage 2. srabatasha; this null organ 7 and the positive differential of the output voltage sets the trigger 12 to state 1. This closes the key. 3 and passes the output voltage source:. At the time c & avnenin, the sinusoidal voltage of source 2 on the upstream branch of the sinusoid with the input signal (potential of input 8 of comparison unit 9 becomes more positive than potential of input 10) triggers reference unit 9 and sets the trigger 12 to positive state A. At the same time, key 3 is closed. The average value of the voltage at the output of the key, 3 for a period of sinusoidal voltage with frequency oij), is V. ,,, StT, 2u, ", Ut (1-C082 V, 9 g: / where tj .- moment of closing key 3, which is determined by the moment of comparison - input signal x (t) with the reference voltage Vftjiin..tOjjt. For the case of converting a positive input signal at the moment of comparison: Voj 6tn (2) wherefrom L а a C81p or luVJt-arcbin- .hifoz the branches of the sinusoid correspond to the first. From where we get xi. scp- For negative values of the converted signal, the upstream branch of the sinusoid will correspond to the solution 2 -are4t i к.When you set this value to (1G, the result will also be (3) 2 yydno that when converting signals of a positive polarity n and the output of the circuit passes a segment of a sinusoid of frequency 2shd with a duration from zero to ti / a, while converting negative signals, one and a half full periods pass. This is equivalent on average to one positive segment of a sinusoid with a duration from zero to ti. As follows from (3), the area of this sharpness is very precise: signals of any sign. The diagrams below indicate that in kadadra there are no restrictions on the minimum value of the signal being converted. The proposed quadrator can be used to build functional transducers and duplicating devices of analog computing mavshn, where the source of the reference sinusoidal voltage and one nullorgan can be common for a large number of simultaneous quadr {aiTopOB and for each subsequent quadrant only one comparison block is required key and filter. This scheme is also promising for the construction of three-phase two- and three-element power converters. The possibility of quadratic signals of either polarity provided by the device makes it possible in many cases to significantly simplify the circuits of functional transducers. The device also allows the output polarity to be changed, i.e. to obtain a conversion function, for which it is enough to swap the trigger output settings 12. Formula of the invention Time-square quadrant containing a serially connected key and filter whose output is the quad output, the trigger whose first input is connected to the output of the comparison unit and the trigger output is with the control input of the key, the first input of the comparison unit is the input of the quad, which, in order to improve the quadrature accuracy, expand the range of the signal being converted, it win zero-body sources sinusoidal reference voltage, wherein the first source of sinusoidal reference voltage is connected to the information input key, .a second - to the input of the zero-body and the second input of the comparison unit, the second input flip-flop connected to the output of comparison block. . Information sources. Information received. Attention during the examination 1. E. Korn, Korn T ,, Electronic analog and analog-digital computers,: Mir, 1976, p. 366.
2.Авторское свидетельство СССР 151502, кл. XS-06 СЗ- 7/16, 1956. 2. USSR author's certificate 151502, cl. XS-06 SZ-7/16, 1956.
3.Авторское свидетельство СССР 229844, кл; Сг 06 & 7/26, 1968.3. Authors certificate of the USSR 229844, class; Cr 06 & 7/26, 1968.
9 JL faz: Г9 JL faz: G
fffStflZiVgtfffStflZiVgt
f -/f - /
fU2. 2fU2. 2