Время-импульсный квадратичный преобразователь

 

ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНЫЙ КВАДРАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий источник опорного напряжения, выход которого через последовательно соединенные первый ключ, два масштабных резистора и второй ключ подключен к входу сглаживающего звена, выход которого является выходом преобразователя , общий вывод первого и второго масштабных резисторов через сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход первого ключа соединен с информационным входом преобразователя и входом фазоинвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два дополнительных ключа, управляющие входа которых подключены к выходу фазоинвертора, общие выводы первого ключа и первого масштабного резистора , а также второго масштабного резистора и второго ключа соответственно через первый и второй допол (Л нительные ключи соединены с шиной нулевого потенциала, управляющий . вход второго ключа подключен к информационному входу преобразователя. сг 00 IJ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН () 9) ()!) 4(st) G 06 G 7/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! ! !! !

{21) 3657416/24-24

{22) 31. 10.83 (46) 15.04,85. Бюл. В 14 (72) И.В.Герасимов (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (53) 681 335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 260290, кл. G 06 G 7/20, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

В 286358, кл. С 06 С 7/20, 1971 (прототип). (54) (57) ВРЕМЯ-.ИМПУЛЬСНЫЙ КВА„цРАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий источник опорного напряжения, выход которого через последовательно соединенные первый ключ, два масштабных резистора и второй ключ подключен к входу сглаживающего звена, выход которого является выходом преобразо- вателя, общий вывод первого и второго масштабных резисторов через сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход первого ключа соединен с информационным входом преобразователя и входом фазоинвертора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью. повышения точности, в него введены два дополнительных ключа, управляю-. щие входы которых подключены к выходу фазоинвертора, общие выводы первого ключа и первого масштабного резистора, а также второго масштабного резистора и второго ключа соответственно через первый и второй дополнительные ключи соединены с шиной нулевого потенциала, управляющий вход второго ключа подключен к информационному входу преобразователя.

1150631.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике .и может быть применено з устройствах информационно"измерительной техники.

Известно устройство, содержащее уравновешенный мост, в плечи которо-го включены импульсно-управляемые резисторы, первая вершина моста подключена к источнику опорного напряжения, вторая и четвертая вершина моста 0 через сглаживающие конденсаторы, а третья вершина непосредственно подключены к шине нулевого потенциала, вторая и четвертая вершины подключены к входам деффереициального усилителя, выход которого через широтнонмпульсный модулятор соединен с выходом устройства (1).

Недостатком указанного устройства является невозможность получения 20 результата квадратичного преобразования широтно-импульсных сигналов в виде напряжения постоянного тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 25 время-импульсный квадратичный преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, выход которого через последовательно соединенные первый ключ, два масштабных резистора и вто-З0 рой ключ подключен к входу сглаживающего звена, выход. которого является выходом преобразователя, общий вывод первого и второго масштабных резисторов через сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход первого ключа соединен с информационным sxoдом преобразователя и входом фазоинвертора (2).

Недостатком данного устройства является невысокая точность преобразования, так как в нем для получения несмещенного квадратичного преобразования линейная составляющая среднего .45 значения тока должна компенсироваться по цепи, содержащей источник опор= кого напряжения противоположной отрицательной. полярности.

Цель изобретения — повышение точ- 50 ности квадратичного преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что во время-импульсный квадратичный преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, выход которого 55 через последовательно"соединенные .первый ключ, два масштабных резистора и второй ключ подключен к входу сглаживающего звена, выход которого является выходом преобразователя, общий вывод первого, и второго масштабных резисторов через сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход первого ключа соединен .с информационным входом преобразователя и входом фазоинвертора, введены два дополнительных ключа, управляющие входы которых подключены к выходу фаэоинвертора, общие выводы первого ключа и первого масштабного резистора, а также второго масштабного резистора и второго ключа соответственно через первый и второй дополнительные ключи соединены с шиной нулевого потенциала, управляющий вход второго ключа подключен к информационному входу преобразователя.

На чертеже представлена функциональная схема время-импульсного квадратичного преобразователя.

Время-импульсный квадратичный преобразователь содержит сглаживающее звено 1, источник 2 опорного напряжения, два ключа 3 и 4, два масштабных резистора 5 и 6, фаэоинвертор 7, сглаживающий конденсатор 8 и два дополнительных ключа 9 и 10.

Время-импульсный преобразователь работает следующим образом.

На вход преобразователя поступает широтно-импульсный сигнал с относительной длительностью 6 Г/Т, где ° - длительность повторяющихся с периодом Т прямоугольных импульсов.

В каждом из периодов Т работы ключ 3 замкну г в течение времени и разомкнут в течение времени Т- i. Поэтому проводимость масштабного резистора в среднем пропорциональна относительной длительности управляющего широтно-импульсного сигнала. Развязка по переменному току масштабных резисторов 5 и 6, обусловливающая возможность их взаимодействия только по постоянным (средним) составляющим значений токов и напряжений, обеспечивается сглаживающим конденсатором 8. В результате этого на вход сглаживающего звена 1 поступает токовмй сигнал в форме последовательности прямоугольных. импульсов с амплитудой, пропорциональной постоянной составляющей напряжения на сглаживающем конденсаторе 8, и длительностью разной i. .Сглаживаю1150631

Составитель Н.Зайцев

Редактор В.Ковач Техред М.Надь Корректор Й.Иаксииншинец

Заказ 2145/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Иосква, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 щее звено 1 обеспечивает формирование выходного напряжения, среднее значение которого пропорционально среднему значению тока со стороны входной импульсно-управляемой цепи.

Условием динамического равновесия схеиы является равенство приращений зарядов конденсаторов устройства в течение промежутков времени нх заряда и разряда. Из этого усло- 10 вия находится постоянная составляю" ,щая 0 напряжения на сглаживающем конденсаторе 8. В течение време-. ни с сглаживающий конденсатор 8 приобретает заряд, равный 15 8ыу веу" (2"с " 1 а в течение времени Т - теряет заряд равный

RO

Р® Р } >"с6 (Т-t 1, (21 где G — проводимость масштабных резисторов 5 и б.

Иэ условия 4 sap > palp с учетом соотношений (1) и (2) находится среднее значение напряжения

О,-o,see.

С учетои (3) среднее значение входного тока сглаживающего звена 1 сос- щ тавит величину

I e,s е966-o,saCS

Тогда постоянная составляющая вы" ходного напряжения будет равна

4,— проводимость резистора в цепи обратной связи операционного усилителя сглаживающего звена 1.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным характеризуется более высокой точностью квадратичного преобразования относительной длительности широтно-импульсного сигнала, а также высокой надежностью, обусловленной простотой схемы. Более высокая точность преобразования достигается эа счет устранения из схемы устройства источника опорного напряжения противоположной полярности, наличие которого в известном устройства было обусловлено необходимостью компенсации линейной составляющей тока -(по среднему значению) го отношению, к относительной длительности широтно-импульсного сигнала. Кроме того, улучшаются режимы работы ключей 3 и 4, поскольку при их размасанни снижается постоянная времени перезаряда паразитных емкостей за счет замыкания донолнительных ключей 9 и 10 на шину нуле-.. вого потенциала. Вследствие этого обеспечивается возможность повьэпения . быстродействия устройства путем увеличения частоты коммутации ключей 3, 4, 9и10.