Устройство для определения модуля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ, содержащее соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый .релейный элемент, выход которого подключен к первому входу элемента равнозначность, первый вход сумматора является входом устройства и соединен с входом релейного элемента , выход которого подключен к второму входу элемента равнозначность , выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора , отличающееся тем, что, с целью повьппения точности устройства в работе, в него введены формирователь импульса, ключ и блок преобразования однополярного . импульсного сигнала в двуполярный, причем выход элемента равнозначность через ключ подключен к входу блока преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярньй, § выход которого является выходом устройства, выход первого релейного (Л элемента подключен к входу формирователя импульса, выход которого соединен с управляющим входом ключа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) (д) G 06 G. 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

1 (21 ) 35 1 6 284/18-24 (22) 25.11.82 (46) 23.08.84. Вюл. № 31 (72) Л.И. Цытович и Н.Н. Кириллова (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 681.335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 586463, кл. С 06 G 7/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 615495, кл. G 06 G 7/12, 1977 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МОДУЛЯ, содержащее соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый,релейный элемент, выход которого подключен к первому входу элемента "равнозначность", первый вход сумматора является входом устройства и соединен с входом релейного элемента, выход которого подключен к второму входу элемента "равнозначность", выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности устройства в работе, в него введены формирователь импульса, ключ и блок преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный, причем выход элемента "равнозначность" через ключ подключен к входу блока преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный, выход которого является выходом устройства, выход первого релейного элемента подключен к входу формирователя импульса, выход которого соединен с управляющим входом ключа.

1109763

Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сигналов и может быть использовано

Недостатком известного устройства является сравнительно низкая точность работы из-за разных временных задержке в элементе "равнозначность" при переносе импульсов разной полярности.

Цель изобретения — повышение точности устройств в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определе35 ния модуля, содержащее соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый релейный элемент, выход которого подключен к первому входу элемента "равнозначность", первый вход сумматора является входом устройства и соединен с входом второго релейного элемента, выход которого подключен к второму входу элемента "равнозначность", выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора, введены формирователь импульса, ключ и блок преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный, причем выход элемента

"равнозначность™ через ключ подключен к входу блока преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный, выход которого является выходом устройства, выход первого релейного элемента подключен

55 к входу формирователя импульса, выход которого соединен с управляющим входом ключа.

30 в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство для определения модуля,содержащее операционный усилитель, ограничительный и коммутирующий диоды, масштабные резисторы 51),.

Однако устройство характеризуется низкой точностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения модуля, содержащее соединенные последовательно сумматор, интегратор, первый релейный элемент, элемент "равнозначность", первый вход сумматора является входом устройства и соединен с входом второго релейного элемента,. выход которого подклю- 20 чен к второму входу элемента "равнозначность", выход первого релейного элемента соединен с вторым входом сумматора 21.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства для определения модуля, на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит сумматор 1, интегратор 2, первый 3 и второй 4 релейные элементы, элемент "равнозначность" 5, формирователь 6 импульса, ключ 7, блок 8 преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный, вход 9 и выход 10 устройства.

Устройство для определения модуля работает следующим образом.

Каскад, образованный сумматором

1, интегратором 2 и первым релейным элементам 3, представляет собой автоколебательную систему с частотноширотно-импульсной модуляцией. Первый,релейный элемент 3 имеет симметричные относительно нулевого уровня пороги переключения +В. Его выходной сигнал неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением источника питания.

При отсутствии сигнала на входе 9 напряжение на выходе интегратора 2 имеет симметричную пилообразную форму (фиг. 2а), а скважность импульсов равна 0,5, что соответствует нулевому уровню из средней значения.

Выходной сигнал второго релейного элемента 4 при этом может иметь произвольную полярность, например положительную (фиг. 26). Пороги переключения второго релейного элемента

4 определяют чувствительность устройства в области малых значений информативного сигнала и поэтому должны быть минимальными. Знак полярности импульсов на вход 10 (фиг. 2в) соответствует знаку произведения выходных напряжений первого 3 и второго 4 релейных элементов, а их постоянная составляющая равна уровню среднего значения выходного напряжения первого релейного элемента 3.

Появление сигнала на входе 9 приводит к изменению формы выходного напряжения интегратора 2. В интервале времени совпадения знаков входного сигнала и выходного первого релейного элемента 3 скорость изменения выходного напряжения интегратора 2 определяется суммой токов входного и обратной связи устройства, 1109763 при несовпадении знаков скорость изменения выходного напряжения ин- тегратора 2 зависит от разности соответствующих токов. В результате среднее значение выходного напряжения первого релейного элемента 3 устанавливается пропорциональным сигналу на входе (фиг. 2г). Показаны сигналы (фиг. 2д, е) на выходе второго релейного элемента 4 и на выходе 10 которые соответствуют некоторому . значению сигнала на входе.

Одна из составляюших результирующей ошибки устройства обусловлена неравенством временных задержек при переносе импульсов положительной и отрицательной полярности в элементе

"равнозначность" 5.

Предположим, что переключение элемента "равнозначность" 5 из одного состояния в другое происходит не синхронно с моментом времени срабатывания первого релейного элемента 3, а с задердкой „ (фиг. За, б).

При очередном изменении знака выход-. ного напряжения первого релейного элемента 3 (фиг. 3a) срабатывание элемента "равнозначность" 5 происходит с задержкой 1 ) 1 (фиг. Зб).

Тогда длительности положительного и отрицательного импульсов сигнала составляют

Период переключения первого релей/ ного элемента 3 равен

„ и.

1о -л 4" 4 2 л-<а (3)

В выражениях (1)-(3) обозначены:

16|

В=1 вЂ,1 -относительное значение поро-.

1 гов переключения первого релейного элемента 3; A — амплитуда выходных импульсов первого релейного элемента 3 и элемента "равнбзначность" 5; — постоянная времени интегратора 2; с .-!†.,) — относительная ве1М (+1 личина сигнала на входе 9, при условии постоянства его величины за период автоколебаний.

Постоянная составляющая выходного напряжения элемента "равнозначность"

5 за период автоколебаний: ж

4Ъ Ги где

Из выражения (5) следует, что погрешность пропорциональна разности параметров .„ и 2 . Для устранения этого недостатка введен формирователь 6 импульса, в качестве которого можно испольэовать, например, ждущий мультивибратор, предназначенный для формирования сигналов искусственной задержки импульсов элемента "равнозначность" 5.

Выходной сигнал формирователя импульса, например, положительной полярности (фиг. Зв) формируется синхронно с моментом времени переключения первого релейного элемента

3 (фиг. За) и имеет длительность

-Ь 1 >) Lg

В течение этого импульса происходит принудительный запрет на изменение знака выходного напряжения блока 8 преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярный (т.е. на выходе 10) путем размыкания ключа 7, что приводит к идентичному газозапаздыванию момента времени формирования переднего и заднего фронтов напряжения на выходе 10 (фиг. 3e) по отношению к соответствующим фронтам импульсов на выходе первого релейного элемента 3 (фиг. 3a). При этом, увеличивается фазовый сдвиг импульсов на выходе 10 относительно выходного сигнала первого релейного элемента 3, но выголняется условие ", =-Ь и Я Е, в результате чего ошибка, определяемая выражением (5), становится равной нулю.

В качестве блока 8 преобразования однополярного импульсного сигнала в двуполярной можно использовать, например, регенеративный компаратор на операционном усилителе с положительной обратной связью по напряжению.

Ошибка преобразования при этом составляет

1109763

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство для определения модуля обладает более высокой точностью работы за счет

Фиг,Р

Фиа

q - .EQH8H Заказ 6086/35 Тираж 699 до сиое

Филиал ППН Патент, г.ужгород, ул.дроектиая, 4 ф

g исключения ошибки, обусловленной неравенством временных задержек при передаче разнополярных импульсов через элемент "равнозначность" 5.