SU760119A1 - Вычислительное устройство для широтно-импульсных сигналов 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники. Вычислительное устройство позволяет вырабатывать широтно-импульсный сигнал (ЫИС) с относительной длительностью.

где θ> , и “ относительные длительности входных ЫИС;

К - коэффициент пропорциональности.

Известно вычислительное устройство для широтно-импульсных сигналов, содержащее формирующий и разделительные узлы импульсов, разрядное уст- 2р ройство, интегрирующий усилитель, триггер, генератор пилообразного ,напряжения, эмиттерный повторитель, ключевые элементы, запоминающий конденсатор, компаратор и электромагнитные 25 линии задержки [1].

Недостатком устройства является

сложность, ограниченный класс реализуемых зависимостей и невысокая точность работы.

2

Наиболее близким техническим решением является множительно-делительное вычислительное устройство, функциональная характеристика которого не зависит от напряжения опорного источника и от емкости усредняющих конденсаторов, входящих в состав его решающих узлов, что исключает необ^0 ходимость их стабилизации. Кроме того, это устройство отличается от других простотой реализации, надежностью и малой погрешностью функционирования,

В состав этого устройства входит уравновешенный мост, четыре плеча которого представляют собой импульсно-управляемые регистры (ИУР), состоящие из последовательно соединенных однополосного ключа и рез’истора; общий вывод первого и второго ИУР подключен через источник опорного напряжения к шине нулевого потенциала, а общий вывод третьего и четвертого плеч· мостз подключен непосредственно к этой шине, общиё выводы первого и четвертого, второго и третьего ИУР подключены соответственно к первому и второму входам дифференциального операционного усилителя й через усред·

-Λ,ΤΊΡ·

760119

някщие конденсаторы к шине нулевого потенциала, выход усилителя через ши· ротно-импульсный модулятор подключен к выходной клемме устройства и к управляющему входу однополосного ключа ИУР четвертого плеча моста [2] . '

Недостатком: этого устройства явля- ⁵ ется невозможность получения корня квадратного из результата множительно-делительной операции.

Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых зависимостей за счет извлечения корня.

Для этого вычислительное устройство для широтно-импульсных сигналов, содержащее импульсно-управляемые резисторы, первые выводы двух' из кото- 15 рых соединены с шиной нулевого потенциала через источник опорного напряжения, вторые выводы соединены с со- . ответствующими входами дифференциального усилителя и через усредняющие 20 конденсаторы с шиной нулевого потенциала, выход дифференциального усилителя через широтно-импульсный модулятор соединен с выходом устройства и с управляющим.входом управляемого 25 ключа, выход которого соединен с шиной нулевого потенциала и с первым выводом третьего импульсно-управляемого резистора, второй вывод которого соединен со вторым входом дифференциального усилителя, дополнительно со- 30 держит цифровой управляемый резистор, генератор счетных импульсов и счетчик, вход которого соединен с выхо-. дом генератора счетных импульсов, выход переноса счетчика соединен со 35 •входом широтно-импульсного; модулятора, а его разрядный выход - с управляющим входом цифрового управляемого резистора, первый вывод которого соединен с первым входом диффе’рёнциаль- дд ного усилителя, а второй вывод - со входом управляемого ключа.

На Чертеже приведена схема предложенного устройства.

Оно содержит импульсно-управляемые резисторы 1 - 3, являющиеся пле- 45 чами автобалансного моста, цифровой управляемый резистор (ЦУР) 4, управляемый ключ 5, источник 6 опорного напряжения, дифференциальный усилитель 7, усредняющие конденсаторы 8 50

и 9, широтно-импульсный модулятор 10, счртчик 11 и генератор 12 счетных импульсов и входы 13-15. Последовательно включенные ЦУР 4 и управляемый : ключ 5 составляют четвертое плечо мос-55 та. Входы устройства обозначены цифрами 13, 14 и 15.

Устройство работает следующим образом.

В равновесном состояний моста выполняется равенство 60

®ΐ'⁽²⁾ где <5₃ , Зд , и 5$ - средние

значения проводимости соответствующих плеч моста. 65

Поскольку в первое, второе и третье плечи моста включены линейные импульсно-управляемые резисторы, то

^где ' $2 ^и $;> “ проводимости резисторов, входящих в состав-соответствующих ИУР 1, 2 и 3.

С приходом на управляющие входы ИУР 1, 2 и 3 входных ЫИС в виде периодически . повторяющихся прямоугольных .импуЛьсов с относительными длительностями (?) ( ΐ = 1, 2, 3), Θί =

= /Т, где - длительность прямоугольных импульсов; Т - период их повторения) запускается генератор 12 счетных импульсов. Приход каждого очередного счетного импульса на вход счетчика 11 увеличивает на единицу· его содержимое, которому соответствует очередное состояние его разрядного выхода, управляющего ЦУР 4.

Проводимость ЦУР 4 изменяется пропорционально управляющему коду Ν (I), т.е.

макс

О)

где ^макс“ максимальное значение управляющего кода;

§макс “ максимальное значение проводимости ЦУР;

£_сц - частота счетных импульсов ;

1 - текущее время?

К, - коэффициент пропорциональности.

При выполнении условия

с периодом Т линейно изменяется во времени управляющий код N (1), а следовательно, и проводимость ЦУР 4. Выходным сигналом переноса счетчика 11 осуществляется синхронизация широтно-импульсного модулятора 10, что позволяет формировать выходной ЫИС с периодом повторения Т.

Пров одймос т и импул ьс но-у правля емых резисторов 1, 2 и 3 в среднем ЬрЬ'йОр'ЩГо'йЭй'ьны относительным длительностям ( г = 1, 2, 3) соответствующих управляющих ЫИС. Благодаря γ усредняющим конденсаторам 8 и 9 на входы дифференциального усилитёля 7 поступают только постоянные составляющие (средние значения) напряжений. Разность этих напряжений через усилитель 7 воздействует на широтно-импульсный модулятор 10, который благодаря отрицатёльной обратной связи подбирает относительную длительность ®8ых“%ых /Т выходного ЫИС так, чтобы мост оказался уравновешенным, т.е. выполнялось бы условие (2).

760119

С учетом выражения (3) итого, что ключ 5 замкнут в течение времени и разомкнут в течение времени (Р~ %ых ) » можно найти среднее значение проводимости четвертого плеча моста

4'

О

-1 г’*’*

Ьых >

где - коэффициент пропорциональное^ти· Ю

Функциональная характеристика устройства имеет вид

15

В устройстве реализовано совмещение двух вычислительных операций: мно-_; жиТельно-делительной и извлечения ... квадратного корня. Это расширяет функциональные возможности вычислительного^ устройства при реализации широтно-импульсных сигналов.

Claims (2)

Формула изобретения 25 Вычислительное устройство для широтно-импульсных сигналов, содержащее импульсно-управляемые резисторы, первые выводы двух из которых соединены 30 с шиной нулевого потенциала через источник опорного напряжения, вторые выводы соединены е соответствующими входами дифференциального усилителя 6 и через усредняющие конденсаторы с шиной нулевого потенциала, выход дифференциального усилителя через широтно-импульсный модулятор соединен с ' выходом устройства и с управляющим входом управляемого ключа, выход которого соединен с шиной нулевого ι потенциала и с первым выводом третьего импульсно-управляемого резистора, второй вывод которого соединен со вторым входом дифференциального усилителя , отличающееся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых зависимостей за счет извлечения корня, оно содержит цифровой управляемый резистор, генератор счетных импульсов и счетчик, вход которого соединен с выходом генератора? счетных импульсов, выход переноса счетчика соединен со входом широтноимпульсного модулятора, а его разрядный выход - с управляющим входом цифрового управляемого резистора," первый вывод которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, а второй вывод - со входом управляемого ключа.' Источнйки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карпов Р.Г. и Карпов; Н.Р. Преоб· разованиё й Математическаяг обработка широтно-импульсных ейгкалов. М., Машиностроение, 1977.

, 2. Авторское свидетельство СССР

№ 260290, кл. С 06 С 7/16, 1970 (про тотип).

13

11

-И

,,Оу=7-±

15

•