Патент ссср 297046

О П И С А Н И Е 297046

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08 1.1970 (№ 1396355/18-24) с присоединением заявки № 1396354 18-24

Приоритет

Опубликовано 02.1111971. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 29Л II 1971

МПК G 06 7/18 йомитет по делам изобретений и открытий прн Совете Министров

СССР

УДК 681.335.7 (088.8) Авторы изобретения

А. Я, Веретильный, A. Н. Саприн и В. А. Шаб

Институт химической физики АН СССР

Заявитель

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГОВЫЙ ИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники, Известны многоканальные аналоговые интеграторы, содержащие усилители постоянного тока с запоминающими элементами, например конденсаторами, в цепи обратной связи и коммутатор.

Известные устройства отличаются невысокой точностью.

Цель изобретения — упрощение схемы и повышение точности интегратора, а также увеличение длительности хранения запомненной на конденсаторах информации.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве запоминающие элементы соединены в матричную схему и включены в цепь отрицательной обратной связи усилителя, а коммутатор выполнен на двух кольцевых счетчиках с подключенными к их выходам реле, контакты которых включены соответственно между входом и выходом усилителя постоянного тока и шинами строк и столбцов матричной схемы, а также тем, что он содержит неоновые лампы по числу конденсаторов, генератор высокой частоты и RCфильтр, причем неоновые лампы включены последовательно с конденсаторами матричной схемы, генератор высокой частоты соединен с выходом усилителя и контактами реле, подключенными к шинам столбцов матричной схемы, à RC-фильтр включен между точкой подключения входного резистора к контактам реле строк матричной схемы и входом усилителя постоянного тока.

Это позволило упростить схему и повысить точность устройства.

На фиг. 1 приведена схема одной ячейки памяти; на фиг. 2 — схема многоканального

10 аналогового интегратора.

Ячейка памяти представляет собой электронную схему с линейным конденсатором 1 в качестве запоминающего элемента, в цепь которого последовательно с ним включены:

15 неоновая лампа 2, резистор 3, генератор 4 напряжения высокой частоты и источник 5 напряжения входного сигнала. Неоновая лампа 2 предназначена для включения и выключения конденсатора 1 при записи, вос20 произведении, стирании и хранении информации. Резистор 8 служит для ограничения тока через неоновую лампу 2, а также входит в цепь заряда и разряда конденсатора 1.

Напряжение высокой частоты генератора 4

25 поступает в цепь сигнала через переходный трансформатор и служит для зажигания неоновой лампы 2. Резистор б и конденсатор 7 представляют собой RC-фильтр для подавления напряжения высокой частоты на выходе

ЗО запоминающей ячейки.

297046

Напряжение высокой частоты генератора 4, равное напряжению зажигания неоновой лампы 2, через резистор 8 и конденса-.îð 1 прикладывается к неоновой лампе 2, и она зажигается, тем самым подключая конденсатор 1 в цепь источника 5 напряжения входного сигнала. Если через f>, fq u At обозначить соответственно частоту высокочастотного генератора 4, частоту сигнала и время заряда конденсатора 1, то для нормаль- 1р ной работы устройства необходимо соблюдать следующие условия:

/, « « lf;

2) I2Jf I С << R;

3) E((2zrf At. Åî

Первое условие предусматривает постоянство амплитуды входного сигнала за время работы конденсатора и требует максимально возможного времени работы неоновой лампы за время работы конденсатора. Второе условие требует, чтобы падение напряжения высокой частоты на резисторе 8 значительно превышало падение напряжения на конденсаторе 1. Третье условие учитывает необходимость превышения напря:кения на конденсаторе 1 после его заряда за время At от источника 5 посгоянного напряжения над остаточным напряжением высокой частоты госле деления амплитуды генератора 4 на делителе.

Электроды неоновых ламп отличаются по ч5 площади, что является причиной детектирующего действия неоновых ламп при подаче переменного напряжения. Для устранения этого явления выходное напряжение снимается не с конденсатора 1, а между точками а и б.

При отключении напряжения высокой частоты неоновая лампа 2 гаснет, и конденсатор 1 оказывается отключенным от схемы.

При необходимости стирания информации источник 5 входного сигнал" необходимо от- 45 ключить, пе разрывая цепь ге ератора 4. При включении генератора 4 зажигается неоновая лампа 2, после чего конденсатор 1 разряжается с постоянной времени RC.

В интеграторе матричная схема с копден- 5р саторами 1 и неоновыми лампами 2 включена в цепь отрицательной обратной связи усилителя 8 постоянного тока.

Система реле 9 включает столбцы, а реле 10 — строки матричной схемы. При замы- 55 кании реле 9„и 10„и зажигании соответствующей им неоновой лампы 2 конденса-ор 1, включенный последовательно с ней, и резистор 8 представляют собой RC-цепь интегратора. Цепь же отрицательной обратной 6р связи усилителя 8 составлена при этом из последовательно соединенных конденсатора 1, неоновой лампы 2 и высокочастотного генератора 4 напряжения. Напряжение источника 5 входного сигнала приложено ко входу 65

4 интегратора, а резистор б и конденсатор 7 служат фильтром, не пропускающим напряжение высокой частоты генератора 4 на вход интегратора.

С помощью переключателей 11 и 12 схему можно включать в различные режимы работы. В режиме стирания записанной информации все конденсаторы 1 разряжаются через резистор 18. С выхода усилителя 8 сигнал поступает на регистрирующий прибор (осциллограф, самописец) .

Опишем особенности работы многоканального интегратора в различных режимах включения: при записи, воспроизведении, стирании и хранении информации.

В режиме записи информации переключатели 11 и 12 находятся в верхнем положении.

В начальном положении замкнуты только контакты реле 9ь Контакты всех других реле для подключения столбцов и строк матрицы разомкнуты. В момент запуска интегратора реле 10 и 9> включают первую строку и второй столбец матрицы соответственно. В дальнейшем реле 9 последовательно включает по кольцу столбцы матрицы. При этом всякий раз, когда реле 9 отключает и-й столбец и с помощью реле 9> включается первый столбец матрицы, номер включенной строки увеличи в а ется и а еди н ицу.

После отключения строки матрицы с номе ром т схема возвращается в исходное со стояние, когда замкнуты только контакты ре. ле 9ь Этим завершается цикл работы схемы.

Особенностью системы управления матричной схемой является отсутствие нулевой ячейки в кольцевом счетчике (на чертеже не показан) управления включением столбцов матрицы. Этот кольцевой счетчик в течение одного цикла работы совершает т кругов по кольцу. В случае наличия нулевой ячейки это привело бы к пропускам т точек входного сигнала, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Для преодоления этого недостатка в данном кольцевом счетчике отсутствует нулевая ячейка. Поэтому в исходном состоянии контакты реле 9 замкнуты. Следствием этого является отсутствие в матричной схеме запоминающего элемента (конденсатор+неоновая лампа) на пересечении первой строки и первого столбца.

Работой реле 9 и 10 можно управлять с помощью двух кольцевых счетчиков. При замыкании контактов реле 9 и 10„, т. е. при включении столбца х и строки у к соответствующей неоновой лампе 2 прикладывается напряжение высокой частоты от генератора 4, и она зажигается, тем самым включая конденсатор 1, соединенный последовательно с ней, в цепь отрицательной обратной связи усилителя 8. Все другие неоновые лампы 2 не могут зажечься одновременно с неоновой лампой 2 (х, у), поскольку на каждой из них падает напряжение, которое в три раза меньше напряжения генератора 4. Для уверенного зажигания только одной неоновой лампы

297046 напря>кение генератора 4 должно превышать напряжение зажигания в 1,5 — 2 раза.

Замыкая контакты реле 9 и 10 описанным выше образом, можно поочередно подключать па одинаковое время все имеющиеся в матрице конденсаторы 1 в цепь отрицательной обратной связи усилителя 8 и после интегрирования входного сигнала запоминать информацию. П и этом входной сигнал разбивается во времени на одинаковые временные интервалы, равные времени замыкания контактов одного из реле 9. Каждый отдельный участок спектра поступает на один из конденсаторов 1 матричной схемы. При этом регистрируемь.й спектр разбивается на число интервалов, равное числу конденсаторов 1 матричной схемы. Если не менять при повторном прохождении спектра порядок включения конденсаторов 1, скорость прохождения и начало развертки спектра, то каждый конденсатор 1 матричной схемы снова проинтегрирует напряжение той же точки спектра, что и при первом прохождении. Многократное прохождение спектра в этих условиях позволяет накапливать сигнал и добиваться увеличения чувствительности сигнала в gn раз, где п — число прохождений спектра. При этом частота входного сигнала должна быть значительно меньше частоты генератора 4, для того чтобы входной сигнал смог пройти на вход интегратора через фильтр нижних частот. Процесс накопления можно контролировать, подключив осциллограф к выходу интегратора.

В режиме воспроизведения, информации переключатель 11 находится в верхнем положении, а 12 — в нижнем. Реле 9 и 10 включаются в том же порядке, что и в режиме записи информации. Это обеспечивает последовательное подключение конденсаторов 1 матричной схемы в цепь отрицательной обратной связи усилителя 8. С выхода интегратора снимается напряжение, полученное в результате накопления.

В режиме стирания информации переключатели 11 и 12 находятся в нижнем положении. Система реле 9 и 10 срабатывает в том же порядке, что и при записи и воспроизве5 дении сигнала, последовательно разряжая каждый конденсатор 1 матричной схемы.

При хранении информации все неоновые лампы 2 не горят. Поэтому цепь каждого конденсатора 1 оказывается разомкнутой, и

10 время хранения зарегистрированной информации определяется сопротивлением утечки конденсаторов.

Предмет изобретения

1. Многоканальный аналоговый интегратор, содержащий усилитель постоянного тока с запоминающими элементами, например, конденсаторами в цепи обратной связи, и

20 коммутатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения точности, в нем запоминающие элементы соединены в матричную схему и включены в цепь отрицательной обратной связи усилителя, а комму25 татор выполнен на двух кольцевых счетчиках с подключенными к их выходам реле, контакты которых включены соответственно между входом и выходом усилителя постоянного тока и шинами строк и столбцов мат30 ричной схемы.

2. Многоканальный аналоговый интегратор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности хранения запомненной на конденсаторах информации, он содержит

55 неоновые лампы по числу конденсаторов, генератор высокой частоты и RC-фильтр, причем неоновые лампы включены последовательно с конденсаторами матричной схемы, генератор высокой частоты соединен с выхо40 дом усилителя и контактами реле, подключенными к шинам столбцов матричной схемы, а RC-фильтр включен между точкой подключения входного резистора к контактам реле строк матричной схемы и входом успли45 теля постоянного тока.

297046 Риг. 2

Составитель А. Маслов

Редактор Ю. Полякова Техред А. А. Камышникова Корректор Е. Н. Миронова

Заказ 1909/1 Изд. № 805 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб. д, 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2