Мостовое вычислительное устройство для широтно- модулированных величин

 

Изобретение относится к вьгаислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения косинуса из результата множительно-делительной операции. Устройство содержит шесть импульсно-уп- paвляe &lx резисторов, три масштабных резистора, четыре сглаживающих конденсатора , операционный усилитель, пгаротно-импульсный.модулятор и источник опорного напряжения. На три входа устройства поступают соответственно три аргумента, представляющие собой широтно-импульсные сигналы oi HO- сительной длительности б , 6 , О Относительная длительность выходного , широтно-импульсного сигнала изменяется в зависимости от относительных длительностей Q , 6 и & входных сигналов согласно зависимости 0g, cos(). 1 ил. I сл to 4 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

59 4 G 06 G 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3896728/24-24 (22) 17.05.85 (46) 15. 12.86. Вюл. У 46 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) И.В.Герасимов (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 260290, кл. С 06 С 7/16, 1960.

Авторское свидетельство СССР

N 59076 1, кл. G 06 G 7/161, 1976. (54) МОСТОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШИРОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения

„„SU„„1277145 А 1 является повышение точности воспроизведения косинуса из результата множительно-делительной операции. Уст-. ройство содержит шесть импульсно-управляемых резисторов, три масштабных резистора, четыре сглаживающих конденсатора, операционный усилитель, широтно-импульсный. модулятор и источник опорного напряжения. На три входа устройства поступают соответственно три аргумента, представляющие собой широтно-импульсные сигналы относительной длительности 0„, Вд, е

Относительная длительность В „„выходного. широтно-импульсного сигнала изФ меняется в зависимости от относитель- 9 ных длительностей 6,, О и & входных сигналов согласно зависимости етых cos (8„9 /8 ) ° 1 ил. С::

1 1277145

Изобретение относится к вычисли- . м тельным устройствам v может быть ис- в пользовано в аналоговых вычислитель- н

8 +0 г 3

f0

8 8„

8 = cos (-- --"=) .

ЬЫ>1 8 г (>

Е

1,(О) (2) 55 ных машинах, ОтносительнаЯ длительность8 ы„ вы- 5 ходкого широтно-импульсного сигнала (ШИС) изменяется от относительных литель остей 8, 8 и 8 входных

ШИС согласно зависимости

Подобные устройства находят применение в информационновычислительных системах, обрабатывающих широтно-импульсную информацию.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения косинуса из результата множительно-делительной операции, достигаемое за счет снижения методической погрешности аппроксимации.

На чертеже приведена функциональная схема мостового вычислительного

25 устройства для широтно-модулированных величин.

Устройство содержит с первого по шестой импульсно-управляемые резисторы 1-6, с первого по третий масштабные резисторы 7 — 9, с первого по четвертый сглаживающие конденсаторы 1013, дифференциальный операционный усилитель постоянного тока 14, широтно-импульсный модулятор 15, источник опорного напряжения постоянногс тока 35

16, с первого по третий входы широтноимпульсных сигналов (ШИС) устройства

17-19, выход 20 ШИС устройства.

Мостовое вычислительное устройство для широтно-моцулированных величин 40 работает следующим образом.

На управляющие входы импульсноуправляемых резисторов 1-3 поступают входные ШИС соответственно с относи45 тельными,цлительностями 6>, 8 и О

1 9

Инверсный выходной ШИС с относительной длительностью 8 = 1 — 9 „„ управляет проводимостями импульсно-управляемых резисторов 4-6. На выход устройства поступает ШИС -. относительной

- 50 длительностью 9 ы„. Средние значения проводимостей импульсно-управляемых резисторов пропорциональны относи- . тельным длительностям управляющих

ШИС. При этом изменение относительных длительностей 8, 8г и 8 входЭ ных ШИС приводит к пропорциональному изменению средних значений проводи2 остей соответствующих плеч уравноешенного моста, что вызывает изменеие среднего значения напряжения на первом входе усилителя !4 в соответствии с выражением где Š— напряжение опорного источника 16 (первый вход усилителя

14 объединен с четвертой вершиной уравновешенного моста).

Выражение (1) справедливо при достаточно большой емкости сглаживающего конденсатора 11, обеспечйвающего развязку по переменному току импульсноуправляемых резисторов 2 и 3.

Напряжение на втором входе дифференциального усилителя 14, который обьединен с второй вершиной уравновешенного моста, равно где g(G,6) — среднее значение проводимости четвертого плеча моста;

С = (т рС 1С 1Г 1Г 1С > — проводи мости резисторов импульсно-управляемых 4 5 6 и масштабных 7,8,9 ветственно„ причем значения проводимостей нор— мированы относительно проводимости резистора, входящего в состав импульсно-управляемого ðåзистора 1.

Выражение (2) так же, как и выражение (1), справедливо при достаточно большой емкости сглаживающих конденсаторов 10, 12 и 1Э, обеспечивающих развязку по переме>:ному току соответствующих импульсно-управляемых и масштабных резисторов. !

Среднее значение проводимости четвертого плеча моста равно — л(с,8)

g(G,8) = (-- @), (3) 11 В где п(С,8) и a„(G.,H) — с оответственно определитель и алгебраическое дополнение 11-го элемента матрицы уэлавых проводимостей, характеризующей двухполюсный элемент с нелинейно-управляемым параметром, составляющий четвертое плечо уравновеп1енного моста, причем

1277145 4 (СС+СG+ -G).

1 6203 i0 + 3 9564.10 e + 9 4330 10 В + 9 1122 10 е з

1,3700-10 + 2,0376 ° 10 H + 1,0000- 8 с приведенной погрешностью 8 а 0,157.

Приравнивая выражения при соответ- ствующих степенях переменной соот15 ношений (3) и (4), получим систему уравнений для определения значений

ElpoBopHMocTpII С СБ С Г С > и Gg решением этой системы будет С„

0 i 38764. 10 G 0»5180 . 10

= 0,11913 10 ; G = 0,99617; G

4 вершины уравновешенного моста через соответствующие сглаживающие конденсаторы, а третья вершина непосредственно, подключены к шине нулевого потенциала, вторая и четвертая вершины подключены к входам дифференциального операционного усилителя постоянного тока, выход которого подключен к входу широтно-импульсного модулятора, соединенного выходом с объединенными управляющими входами четвертого и пятого импульсно-управляемых резисторов, между второй и третьей вершинами уравновешенного моста включены последовательно соединенные первый, второй и третий масштабные резисторы, объединенные выводы которых соответственно через I.срвый и второй сглаживающие конденсаторы подключены к шине нулевого потенциала, четвертый импульсно-управляемый резистор включен между объединенными выводами первого и второго масштабных резисторов и третьей вершиной уравновешенного моста, первьп вывод пятого импульсно-управляемого резистора соединен с объединен †. ными выводами второго н третьего масштабных резисторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности нри воспроизведении косинуса за счет снижения методической погрешности аппроксимации, в него введен шестой импульсно-управляемый резистор, включенный между второй вершиной уравновешенного моста и объединенными выводами первого и второго масштабных резисторов, второй вывоц пятого импульсно-управляемого резистора соединен со второй вершиной уравновешенного моста, управляющий вход шестого импульсно-управляемого резистора соединен с выходом широтно импульсного модулятора, инверсный выход которого является выходом устройства.

U, = Б

ОВ

В = 1 -Д = cos(-" — -) .. .вь х 8 г (6) . й(С,9) — G ьG6 Q (G< в 2 s g q

Из условия баланса уравновешенного моста в установившемся режиме с учетом выражений (1) и (2) следует, что проводимость четвертого плеча уравновешенного моста изменяется согласно зависимости

-Ф л Q 8

8(С,g) = -- — - . (5)

®2

Принимая во внимание равенство

8(С g) = arc cos 9 = arc cos(1-8) 35 ь вьiх „ выполняющееся при найденных значени:ях проводимостей С (i = 4,5,6,7,8,9) с погрешностью, не превышающей 0,15Х, из (5) получим

Формула изобретения

Мостовое вычислительное устройство для широтно-модулированных величин, содержащее уравновешенный мост, в первое, второе и третье плечи которого включены соответствен- 50 но первый, второй, третий импульсноуправляемые резисторы, управляющие входы которых являются входами задания аргументов устройства, первая вершина уравновешенного моста подклю- 55 чена к источнику опорного напряжения постоянного тока, вторая и четвертая

Можно показать, что для функции у = arc cos(1-g) = arc cos О„„„

Я, с 0,1) справедливо дробно-рацио. нальное приближение

Составитель Н.Фирсов

Редактор А.Гулько Техред N.Õoäàíè÷ корректор С.Шекмар

Заказ 6669/44 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 .Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4