SU855671A1

SU855671A1 - Element with controlled conductivity

Info

Publication number: SU855671A1
Application number: SU792857456A
Authority: SU
Inventors: Игорь Владимирович Герасимов; Игорь Александрович Никищенков; Сергей Васильевич Родионов; Валерий Васильевич Сальников
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова(Ленина)
Priority date: 1979-12-25
Filing date: 1979-12-25
Publication date: 1981-08-15

Description

(54) ЭЛЕМЕНТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ(54) ELEMENT WITH CONTROLLED CONDUCTIVITY

Изобретение относитс к вычислительной технике и может найти применение в устройствах автоматическог регулировани и управлени , в инфор мационно-измерительных системг1Х и устройствах, где необходимо выполнение нелинейного дискретно-аналоговог преобразовани сигналов. Известен двухполкюиый элемент с цифро-широтным управлением проводимостью ,, содержащий последовательно соединенные аналоговый ключ и резистор с цифроуправл емой проводимостью заилунтированные сглаживающим конденсатором . На управл ющий вход ключ.а поступает ШИМ-сигнал с относительной длительностью 0 , а на управл юпше входы резистора - код с относительным эначениемв СП. Недостатком данного элемента вл етс отличие его функциональной хара теристики от заданной. Кроме того, он отличаетс конструктивной сложностью из-за наличи цифроуправл емого резистора. Наиболее близким к предлагаемому вл етс двухполюсный элемент с управл емой проводимостью, содержащий генератор опорной частоты, первы и второй многоустойчивые фаэоимпульс ные элементы, первые информационные входы которых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты , управл ющие входы вл ютс уп)авл ющими входами элемента, а вторые информационные входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов подключены к шинам задани опорной частоты , триггер, входы которого соответственно подключены к выходам многоустойчивых фазоимпульсных элементов, последовательно соединенные первый масштабный резистор и первый однополюсный ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу триггера, первый вывод первого масштабного резистора и выход первого ключа вл ютс соответственно первым и вторым выводами двухполюсного элемента C2j. Недостатком данного элемента вл етс невозможность управлени средним значением проводимости двухполюсного элемента в соответствии с логарифмическим законом. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет управлени проводимостью по логариф ,мическому закону. Поставленна цель достигаетс тем, что предлагаемой двухполюсный элементThe invention relates to computing and can be used in automatic control and control devices, in information measurement systems and in devices where it is necessary to perform nonlinear discrete-analog signal conversion. A two-half-fold element with a digital-latitude conductivity control, is known, which contains a series-connected analog switch and a resistor with digital-controlled conductivity and is equipped with a smoothing capacitor. The PWM signal with a relative duration of 0 is supplied to the control input of the key. And the code with relative value in the SP is sent to the control inputs of the resistor. The disadvantage of this element is the difference of its functional characteristics from the given one. In addition, it is structurally complex due to the presence of a digitally controlled resistor. Closest to the proposed is a bipolar element with controlled conductivity, containing a reference frequency generator, the first and second multistable phyo-impulse elements, the first information inputs of which are combined and connected to the output of the reference frequency generator, the control inputs , and the second information inputs of multi-stable phase-impulse elements are connected to the reference frequency buses, the trigger, the inputs of which are respectively connected to the outputs of multi-stability the output phase-pulse elements, the first large-scale resistor and the first single-pole switch connected in series, the control input of which is connected to the trigger output, the first terminal of the first large-scale resistor and the output of the first switch, are respectively the first and second terminals of the bipolar element C2j. The disadvantage of this element is the impossibility of controlling the average conductivity value of a two-pole element in accordance with a logarithmic law. The purpose of the invention is to expand the functionality by controlling the conductivity according to the logarithm, the law of laws. The goal is achieved by the fact that the proposed bipolar element

с управл емой приводимостью содержит включенные между его выводами параллельно соединенные второй масштабный резистор и первый сглаживающий кон .денсатор, параллельно которым подключена цепочка из последовательно соединенных третьего масштабного резистора , четвертого масштабного резистора и второго ключа, управл квдий вход которого подключен к выходу тригера , объединенные выводы третьего и четвертого масштабных резисторов через второй сглаживающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала .with controlled reducibility contains connected between its outputs parallel connected second scale resistor and first smoothing capacitor. In parallel with which is connected a chain of serially connected third scale resistor, fourth scale resistor and second key, the control input is connected to the output of the trigger, combined outputs the third and fourth large-scale resistors through the second smoothing capacitor connected to the bus zero potential.

Сущность предлагаемого изобретени состоит в расширении функциональных возможностей данного устройства за счет обеспечени логарифмического закона управлени средним значением проводимости элемента с помощью дополнительной коммутируемой резистивно-емкостной цепи, среднее значение проводимости которой позвол ет приближенно воспроизводить логарифмический закон управлени .The essence of the invention is to expand the functionality of this device by providing a logarithmic control law with an average value of the conductivity of the element with the help of an additional switched resistive-capacitive circuit, the average value of which can approximately reproduce the logarithmic control law.

На фиг. 1 приведена функциональна схема элемента с управл емой проводимостью; на фиг. 2 - график изменени погрешности аппроксимации логарифмической зависимости.FIG. 1 shows a functional diagram of the element with controlled conductivity; in fig. 2 is a graph of variation of the approximation error of the logarithmic dependence.

Элемент с управл емой проводимостью содержит первый сглаживающий конденсатор 1, последовательно соединенные первый масштабный резистор 2 и первый однополюсный ключ 3, второй масштабный резистор 4, последовательно соединенные третий масштабный резистор 5, четвертый масштабный резистор б и второй однополюсный ключ 7, второй сглаживающий конденсатор 8, триггер 9, первый и второй многоустойчивые фазоимпульсные элементы 10 и 11, генератор 12 опорной частоты, выход которого подключен к первым информационным входам многоустойчивых фазоимпульсных элементов, вторые информационные входы многоустойчивых фазоимпульсных элементов 13 и 14, управл ющие входы многоусточивых фазоимпульсных элементов 15 и 16, шину 17 нулево1-о потенциала.The element with controlled conductivity contains the first smoothing capacitor 1, the first large-scale resistor 2 and the first single-pole switch 3, the second large-scale resistor 4 connected in series, the third large-scale resistor 5, the fourth large-scale resistor b and the second single-pole switch 7, the second smoothing capacitor 8, trigger 9, the first and second multi-stable phase-impulse elements 10 and 11, the generator 12 of the reference frequency, the output of which is connected to the first information inputs of multi-stable phase pulses by the elements, the second data inputs mnogoustoychivyh positionally elements 13 and 14, control inputs mnogoustochivyh positionally elements 15 and 16, bus 17 nulevo1-on potential.

Элемент работает следующим образом .The element works as follows.

На первые информационные входы многоустойчивых элементов 10 и 11 поступают с выхода генератора 12 импульсы высокой частоты f. На выходе многоустойчивого элемента 10, подключенного к первому входу триггера 9, по вл ютс импульсы с частотой F, f/n (где г. - коэффициент делени многоустойчивого элемента), совпадающие по времени с одним из импульсов последовательности f.Сдвиг по фазе последовательности F, относительно опорной последовательности FQ , формируемой на выходе многоустойчивого элемента 11, подключенного коThe first information inputs of multi-stable elements 10 and 11 are received from the output of the generator 12 pulses of high frequency f. At the output of the multi-stable element 10 connected to the first input of the trigger 9, pulses with a frequency F, f / n appear (where y is the division ratio of the multi-stable element) coinciding in time with one of the pulses of the sequence f. The phase shift of the sequence F , relative to the reference sequence FQ, generated at the output of a multistable element 11 connected to

второму входу триггера 9, определ ет число N, записанное в элементе 10 по входу 13. Запись нового значени этого числа в элемент 10 производитс в момент времени, сдвинутый относительно моментов по влени импульсов FQ на количество квант.ов 1/f, равное записываемому числу. В результате того, что последовательности R. и F подаютс на разные входы триггера 9, один из его выходов находитс в единичном состо нии в течение времени, пропорционального записанному в многоустойчивом элементе 10 числу N. Остальное врем периода на этом выходе - нулевое состо ние. Таким образом, на выходе триггера 9, подключенном к управл ющим входам ключей 3 и 7, формируетс последовательность пр моугольных импульсов длительностью t toN (гдеЪо - Nf) и периодом повторени Т l/Fg . Поскольку длительность этих импульсов пропорциональна управл ющему коду N то можно их рассматривать как широтно-модулированный импульсный сигнал с относительной длительностью & t/T (ШИМ-сигнал).The second input of trigger 9 is determined by the number N recorded in element 10 by input 13. The new value of this number is recorded in element 10 at a time instant shifted relative to the instants of occurrence of FQ pulses by the number of 1 / f quanta . Due to the fact that the sequences R. and F are fed to the different inputs of the trigger 9, one of its outputs is in the unit state for a time proportional to the number N. The remaining period time at this output is the zero state. Thus, at the output of the flip-flop 9, connected to the control inputs of the keys 3 and 7, a sequence of square impulses of duration t toN (where nf is) and a repetition period T l / Fg are formed. Since the duration of these pulses is proportional to the control code N, they can be considered as a pulse-width modulated pulse signal with a relative duration & t / T (PWM signal).

ШИМ-сигнал управл ет средними значени ми проводимостей импульсноуправл емых резисторов, представл ющих собою цепочки из последовательно соединенных ключа 3 и масштабного резистора 2, ключа 7 и масштабного резистора 6. Сглаживающие конденсаторы 1 и 8 обеспечивают подавление высших гармоник напр жений, возникающих при коммутации ключей 3 и 7. За счет этого элементы оказываютс разв занными по переменному току, что позвол ет рассматривать только средние значени их проводигЛостей. Сглаживающий конденсатор 1 обеспечивает разв зку по переменному току элемента в целом и внешней по отношению к нему цепи, подключенной к зажимам а и б, а конденсатор 8 разв зку масштабного резистора 4 и импульсно-управл емого резистора, образованного масштабным резистором 6 и ключом 7. В св зи с отмеченным проводимость элемента в целом по среднему значению можно представить в виде суммы проводимостей трех параллельно включенных цепочек: импульсно-управл емого резистора, образованного масштабным резистором 2 и ключом 3, последовательно соединенных операционного резистора 5 и импульсно-управл емого резистора, образованного масштабным резистором 6 и ключом 7 и,наконец .масштабного резистора 4. Получена функциональна - характеристика элемента в целом описываема выражениемThe PWM signal controls the average conductivity values of the pulse-controlled resistors, which are chains of serially connected key 3 and scale resistor 2, key 7 and scale resistor 6. Smoothing capacitors 1 and 8 suppress higher harmonics of the voltages that occur when switching keys 3 and 7. Due to this, the elements are uncoupled in alternating current, which allows to consider only the average values of their conductors. Smoothing capacitor 1 provides the alternating current of the element as a whole and an external circuit connected to terminals a and b, and the capacitor 8 isolates the scale resistor 4 and the pulse-controlled resistor formed by the scale resistor 6 and the key 7. In connection with the marked conductivity of the element as a whole, the average value can be represented as the sum of the conductivities of three parallel-connected chains: a pulse-controlled resistor formed by the scale resistor 2 and the key 3, in series connected operating resistor 5 and a pulse-controlled resistor formed by a scale resistor 6 and a key 7 and, finally, a scale resistor 4. Functionally obtained - the characteristic of the element is described as a whole by the expression

1one

д(е)d (e)

G. + Gp9 +G. + Gp9 +

1one

Claims

G, 9 & :, Gh- conductivities of the corresponding parallel chains} 0 is the relative duration of the pulse-width signal controlling the keys. According to this expression, the proposed element with controlled conductivity is realized. The advantage of the proposed element in comparison with the known is the possibility of implementing a logarithmic control law of the average conductivity value, which allows building various nonlinear with respect to the control effect of the circuit, as well as high reliability due to the simplicity of the circuit, noise immunity, resulting from the principle of averaging of width-modulated parameters. and manufacturability, which follows from the homogeneity of its structure. Claims The element with controlled conductivity, the contents of the reference frequency generator, the first and second multi-stable phase-impulse elements, the first information inputs of which are combined and connected to the output of the reference frequency generator, the control inputs are the control inputs of the element, and the second information inputs of the multi-stable phase-impulse eletut. 1 cops are connected to the reference frequency buses, a trigger whose inputs are respectively connected to the outputs of multi-stable phase-impulse elements, the first scale resistor connected in series and the first key, the control input of which is connected to the trigger output, the first output of the first scale resistor and the output of the first key are respectively first and. A second pinout of the element with controlled conductivity, characterized in that, in order to expand the functionality by controlling the conductivity according to a logarithmic law, the element contains connected between its outputs parallel connected second scale resistor and first smoothing capacitor in parallel with which a chain of third connected in series is connected the scale resistor, the fourth scale resistor, and the second switch, the control input of which is connected to the trigger output, Foreign terminals of the third and fourth large-scale resistors are connected via a second capacitor with a zero potential bus; Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 359755, cl. G 06 J 3/00, 1972.

2. USSR author's certificate number 289424, cl. G 06 J 3/00, 1971 (prototype). (fff () - PiXf)) fffe g 1 6 8 10 18 20 yy ztuia soszitx Fig..d zachoi e auras